Процеси самоочищення природних вод. Закономірності самоочищення води у водних об'єктах

Однією з найбільш цінних властивостей природних вод є їхня здатність до самоочищення. Самоочищення вод – це відновлення їх природних властивостей у річках, озерах та інших водних об'єктах, що відбувається природним шляхом у результаті протікання взаємопов'язаних фізико-хімічних, біохімічних та інших процесів (турбулентна дифузія, окиснення, сорбція, адсорбція тощо). Здатність річок та озер до самоочищення перебуває у тісній залежності від багатьох інших природних факторів, зокрема фізико-географічних умов, сонячної радіації, діяльності мікроорганізмів у воді, впливу водної рослинності та особливо гідрометеорологічного режиму. Найбільш інтенсивно самоочищення води у водоймах та водотоках здійснюється у теплий період року, коли біологічна активність у водних екосистемах найбільша. Швидше воно протікає на річках зі швидкою течією та густими чагарниками очерету, очерету та рогозу вздовж їх берегів, особливо у лісостеповій та степовій зонах країни. Повна зміна води у річках займає в середньому 16 діб, болотах – 5 років, озерах – 17 років.

Зменшення концентрації забруднюючих водні об'єкти неорганічних речовин відбувається шляхом нейтралізації кислот і лугів за рахунок природної буферності природних вод, утворення важкорозчинних сполук, гідролізу, сорбції та осадження. Концентрація органічних речовин та їх токсичність знижуються внаслідок хімічного та біохімічного окиснення. Ці природні методи самоочищення знайшли свій відбиток у прийнятих методах очищення забруднених вод у промисловості та сільському господарстві.

Для підтримки у водоймах і водотоках необхідної природної якості вод велике значення має поширення водної рослинності, яка виконує роль своєрідного біофільтра. Високу очищувальну здатність водних рослин широко використовують у багатьох промислових підприємствах як нашій країні, і там. Для цього створюють різноманітні штучні відстійники, в яких садять озерну та болотну рослинність, що добре очищає забруднені води.

В останні роки набула поширення штучна аерація - один із ефективних способів очищення забруднених вод, коли процес самоочищення різко скорочується при дефіциті розчиненого у воді кисню. Для цього спеціальні аератори встановлюють у водоймищах та водотоках або на станціях аерації перед скиданням забруднених вод.

Охорона водних ресурсів від забруднення.

Охорона водних ресурсів полягає у забороні скидання у водойми та водотоки неочищених вод, створенні водоохоронних зон, сприянні процесам самоочищення у водних об'єктах, збереженні та покращенні умов формування поверхневого та підземного стоку на водозборах.

Кілька десятиліть тому річки завдяки самоочищаючій функції справлялися з очищенням вод. Тепер же в найбільш обжитих районах країни в результаті будівництва нових міст та промислових підприємств створи водокористування розташовані настільки щільно, що нерідко місця скидання стічних вод та водозабори знаходяться практично поряд. Тому розробці та впровадженню ефективних методів очищення та доочищення стічних вод, очищення та знешкодження водопровідної води приділяється дедалі більше уваги. На деяких підприємствах операції, пов'язані з водним господарством, відіграють дедалі більшу роль. Особливо високі витрати на водопостачання, очищення та відведення стоків у целюлозно-паперовій, гірничодобувній та нафтохімічній промисловості.

Послідовне очищення стічних вод на сучасних підприємствах передбачає проведення первинного, механічного очищення (видаляються речовини, що легко осаджуються і спливають) і вторинної, біологічної (видаляються біологічно руйнуються органічні речовини). При цьому здійснюються коагуляція – для осадження зважених та колоїдних речовин, а також фосфору, адсорбція – з метою видалення розчинених органічних речовин та електроліз – для зниження вмісту розчинених речовин органічного та мінерального походження. Знезараження стічних вод проводиться за допомогою їх хлорування та озонування. Важливий елемент технологічного процесу очищення - видалення та знезараження утворюється осаду. У деяких випадках завершальною операцією є дистиляція води.

Найбільш досконалі сучасні очисні споруди забезпечують звільнення стічних вод від органічних забруднень лише з 85-90% і лише окремих випадках - на 95%. Тому і після очищення необхідне 6-12-кратне, а часто і більше розведення їх чистою водою для збереження нормальної життєдіяльності водних екосистем. Справа в тому, що природна самоочисна здатність водойм і водотоків дуже незначна. Самоочищення настає тільки в тому випадку, якщо води, що скидаються, пройшли повне очищення, а у водному об'єкті вони були розведені водою у співвідношенні 1:12-15. Якщо ж у водойми та водотоки стічні води надходять у великому обсязі, а тим більше і неочищеними, поступово втрачається стійка природна рівновага водних екосистем, порушується їхнє нормальне функціонування.

Останнім часом розробляються і впроваджуються все більш ефективні методи очищення та доочищення стічних вод після їх біологічного очищення із застосуванням нових способів обробки стоків: радіаційних, електрохімічних, сорбційних, магнітних та ін. Удосконалення технології очищення стічних вод, подальше підвищення ступеня очищення - найважливіші завдання сфери охорони вод від забруднення.

Значно ширше слід застосовувати доочищення очищених стічних вод на землеробських полях зрошення (ЗПЗ). При доочищенні стічних вод на ЗПО не витрачаються кошти на їх індустріальну доочистку, створюється можливість отримувати додаткову сільськогосподарську продукцію, значно економиться вода, оскільки зменшується забір свіжої води для зрошення та відпадає потреба у витрачанні води для розведення стічних вод. При використанні на ЗПО міських стічних вод поживні речовини, що містяться в них, і мікроелементи засвоюються рослинами швидше і повніше, ніж штучні мінеральні добрива.

До важливих завдань належить також запобігання забруднення водойм пестицидами і отрутохімікатами. Для цього потрібно прискорити проведення протиерозійних заходів, створити пестициди, які б розкладалися протягом 1-3 тижнів без збереження отруйних залишків у культурі. До вирішення цих питань необхідно обмежити сільськогосподарське використання прибережних зон вздовж водотоків або не застосовувати в них пестициди. Більшої уваги потребує створення водоохоронних зон.

У захисті водних джерел від забруднення важливе значення має введення плати за скидання стічних вод, створення комплексних районних схем водоспоживання, водовідведення та очищення стічних вод, автоматизація контролю якості води у вододжерелах. Слід зазначити, що комплексні районні схеми дозволяють перейти до повторного та багаторазового використання води, експлуатації загальних району очисних споруд, а також автоматизувати процеси управління роботою водопроводу та каналізації.

У запобіганні забруднення природних вод велика роль охорони гідросфери, оскільки придбані гідросферою негативні властивості не тільки видозмінюють водну екосистему та пригнічують на її гідробіологічні ресурси, а й руйнують екосистеми суші, її біологічні системи, а також літосферу.

Необхідно підкреслити, що одним із радикальних заходів боротьби із забрудненням є подолання укоріненої традиції розглядати водні об'єкти як приймачі стічних вод. Там, де це можливо, слід виключити в тих самих водотоках і водоймах або забір води, або скидання стічних вод.

Охорона атмосферного повітря та ґрунту.

Особливо охоронювані природні території. Охорона тваринного та рослинного світу.

Ефективною формою охорони природних екосистем, а також біотичних співтовариств природні території, що особливо охороняються. Вони дозволяють зберегти зразки (зразки) незайманих біогеоценозів, причому у якихось екзотичних, рідкісних місцях, а й у всіх типових природних зонах Землі.

До природним територіям, що особливо охороняються(ООПТ) відносяться ділянки суші або водної поверхні, які через своє природоохоронне та інше значення рішеннями Уряду повністю або частково вилучені з господарського користування.

Закон про ООПТ, прийнятий лютому 1995 р., встановив такі категорії зазначених територій: а) державні природні заповідники, зокрема. біосферні; б) національні парки; в) природні парки; г) державні природні заказники; буд) пам'ятки природи; е) дендрологічні парки та ботанічні сади.

Заповідник- це особу, що охороняється законом (територія або акваторія), яка повністю вилучена зі звичайного господарського використання з метою збереження в природному стані природного комплексу. У заповідниках дозволено лише наукову, охоронну та контрольну діяльність.

Нині у Росії налічують 95 заповідників із загальною площею 310 тис. кв. км, що становить близько 1,5% усієї території Росії. З метою нейтралізації техногенного впливу прилеглих територій, особливо у зонах із розвиненою промисловістю, навколо заповідників створюють охоронні зони.

Біосферні заповідники виконують чотири функції: збереження генетичного розмаїття нашої планети; проведення наукових досліджень; стеження за фоновим станом біосфери (екологічний моніторинг); екологічна освіта та міжнародне співробітництво.

Очевидно, що функції БЗ ширші, ніж функції природних територій, що охороняються, будь-якого іншого типу. Вони є своєрідними міжнародними стандартами, еталонами довкілля.

На Землі нині створено єдину глобальну мережу із понад 300 біосферних заповідників (у Росії - 11). Всі вони працюють за узгодженою програмою ЮНЕСКО, проводячи постійні спостереження за зміною природного середовища під впливом антропогенної діяльності.

Національний парк- велика територія (від кількох тисяч до кількох млн. га), що включає як повністю заповідні зони, і зони, призначені окремих видів господарську діяльність.

Цілями створення національних парків є: 1) екологічна (збереження природних екосистем); 2) наукова (розробка та впровадження методів збереження природного комплексу в умовах масового допуску відвідувачів) та 3) рекреаційна (регульований туризм та відпочинок людей).

У Росії налічується 33 національні парки загальною площею близько 66,5 тис. кв. км.

Природний парк- територія, що має особливу екологічну та естетичну цінність і використовується для організованого відпочинку населення.

Замовник- це природний комплекс, який призначений для збереження одного або кількох видів тварин чи рослин за обмеженого використання інших. Існують ландшафтні, лісові, іхтіологічні (риби), орнітологічні (птахи) та інші типи заповідників. Зазвичай після відновлення щільності популяції видів тварин або рослин, що охороняються, заказник закривають і дозволяють той чи інший вид господарської діяльності. У Росії нині налічується понад 1600 державних природних заказників із загальною площею понад 600 тис. кв. км.

Пам'ятник природи- окремі природні об'єкти, що відрізняються унікальністю та невоспроизводимостью, мають наукове, естетичне, культурне чи виховне значення. Це можуть бути дуже старі дерева, які були «свідками» якихось історичних подій, печери, скелі, водоспади та ін. .

Дендрологічні парки та ботанічні сади – створені людиною колекції дерев та чагарників з метою як збереження біорізноманіття та збагачення рослинного світу, так і в інтересах науки, навчання та культурно-освітньої роботи. Вони часто проводять роботи, пов'язані з інтродукцією і акліматизацією нових рослин.

За порушення режиму особливо охоронюваних природних територій законодавством Росії встановлено адміністративну та кримінальну відповідальність. У той же час вчені та фахівці настійно рекомендують суттєво збільшити площу територій, що особливо охороняються. Так, наприклад, у США площа останніх становить понад 7% території країни.

Вирішення екологічних проблем, отже, і перспективи сталого розвитку цивілізації багато в чому пов'язані з грамотним використанням відновлюваних ресурсів та різноманітних функцій екосистем, управлінням ними. Цей напрямок - найважливіший шлях досить тривалого і щодо невичерпного природокористування у поєднанні зі збереженням і підтриманням стабільності біосфери, а отже, і довкілля людини.

Кожен біологічний вид неповторний. Він містить у собі інформацію про розвиток рослинного та тваринного світу, яка має величезне наукове та прикладне значення. Оскільки всі можливості використання даного організму у віддаленій перспективі найчастіше непередбачувані, весь генофонд нашої планети (за винятком, можливо, деяких небезпечних для людини хвороботворних організмів) підлягає суворій охороні. Необхідність охорони генофонду з позицій концепції сталого розвитку («коеволюції») диктується не так господарськими, як моральними та етичними міркуваннями. Людство самотужки не виживе.

Не зайве згадати одне із екологічних законів Б. Коммонера: «Природа знає краще!» Непередбачувані ще недавно можливості використання генофонду тварин демонструє нині біоніка, завдяки якій наявні численні вдосконалення інженерних конструкцій, засновані на вивченні будови та функцій органів диких тварин. Встановлено, що деякі безхребетні (молюски, губки) мають здатність акумулювати велику кількість радіоактивних елементів та отрутохімікатів. Як наслідок, вони можуть бути біоіндикаторами забруднення довкілля і допомогти людині вирішити цю важливу проблему.

Охорона генофонду рослин.Будучи складовою загальної проблеми охорони ОПС, захист генофонду рослин є комплекс заходів для збереження всього видового різноманіття рослин - носіїв спадкового надбання продуктивних чи цінних у науковому чи практичному відношенні властивостей.

Відомо, що під впливом природного відбору та за допомогою статевого розмноження особин у генофонді кожного виду чи популяції накопичуються найбільш корисні для виду властивості; вони укладені у генних поєднаннях. Тому завдання використання природної флори мають значення. Наші сучасні зернові, плодові, овочеві, ягідні, кормові, технічні, декоративні культури, осередки походження яких було встановлено нашим видатним співвітчизником Н.І. Вавіловим, ведуть свій родовід або від диких предків, або є витворами науки, але на базі природних генних структур. За допомогою спадкових властивостей дикорослих рослин отримані абсолютно нові види корисних рослин. Шляхом гібридного відбору було створено багаторічну пшеницю, зернокормові гібриди. Згідно з підрахунками вчених, у селекції сільськогосподарських культур із флори Росії можна використовувати близько 600 видів диких рослин.

Охорону генофонду рослин проводять шляхом створення заповідників, природних парків, ботанічних садів; формування банку генофонду місцевих та інтродукованих видів; вивчення біології, екологічних потреб та конкурентної спроможності рослин; екологічної оцінки довкілля рослин, прогнозів її змін у майбутньому Завдяки заповідникам збережено піцундську та ельдарську сосни, фісташку, тис, самшит, рододендрон, женьшень тощо.

Охорона генофонду тварин.Зміна умов проживання, що відбувається під впливом діяльності людини, що супроводжується прямим переслідуванням і винищенням тварин, призводить до збіднення їх видового складу і скорочення чисельності багатьох видів. У 1600р. на планеті було приблизно 4230 видів ссавців, до нашого часу 36 видів зникли, а 120 видів загрожує небезпека зникнення. З 8684 видів птахів зникли 94 та 187 знаходяться під загрозою зникнення. Не краще ситуація з підвидами: з 1600 р. зникло 64 підвиди ссавців і 164 підвиди птахів, у небезпеці знаходяться 223 підвиди ссавців і 287 підвидів птахів.

Охорона генофонду людства.Для цього створено різні наукові напрямки, такі як:

1) екотоксикологія- розділ токсикології (наука про отрути), що вивчає інгредієнтний склад, особливості поширення, біологічної дії, активізації, дезактивізації шкідливих речовин у навколишньому середовищі;

2) медико-генетичне консультуванняу спеціальних медичних установах для з'ясування характеру та наслідків дії екотоксикантів на генетичний апарат людини з метою народження здорового потомства;

3) скринінг- відбір та перевірка на мутагенність та канцерогенність факторів середовища (навколишнього людини природного середовища).

Екологічна патологія- вчення про хвороби людини, у виникненні та розвитку яких провідну роль відіграють несприятливі фактори довкілля в комплексі з іншими хвороботворними факторами.

Принципові напрями захисту довкілля.

Нормування якості довкілля. Захист атмосфери, гідросфери, літосфери, біотичних угруповань. Екозахисна техніка та технології.

5 Основні процеси самоочищення води у водному об'єкті

Самоочищення води водойм – це сукупність взаємопов'язаних гідродинамічних, фізико-хімічних, мікробіологічних та гідробіологічних процесів, що ведуть до відновлення початкового стану водного об'єкта.

Серед фізичних факторів першорядне значення має розведення, розчинення і перемішування забруднень, що надходять. Хороше перемішування та зниження концентрацій завислих частинок забезпечується швидким перебігом річок. Сприяє самоочищенню водойм осідання на дно нерозчинних опадів, а також відстоювання забруднених вод. У зонах з помірним кліматом річка самоочищається через 200-300 км від місця забруднення, але в Крайній Півночі – через 2 тис. км.

Знезараження води відбувається під впливом ультрафіолетового випромінювання сонця. Ефект знезараження досягається прямим згубним впливом ультрафіолетових променів на білкові колоїди та ферменти протоплазми мікробних клітин, а також спорові організми та віруси.

З хімічних факторів самоочищення водойм слід відзначити окислення органічних і неорганічних речовин. Часто дають оцінку самоочищення водойми по відношенню до органічної речовини, що легко окислюється, або за загальним вмістом органічних речовин.

Санітарний режим водойми характеризується насамперед кількістю розчиненого у ньому кисню. Його повинно бути не менше 4 мг на 1 л води в будь-який період року для водойм для водойм першого і другого видів. До першого виду відносять водойми, які використовуються для питного водопостачання підприємств, до другого – використовувані для купання, спортивних заходів, а також населених пунктів, що знаходяться в межах.

До біологічних факторів самоочищення водоймища відносяться водорості, плісняві та дріжджові грибки. Однак фітопланктон не завжди позитивно впливає на процеси самоочищення: в окремих випадках масовий розвиток синьо-зелених водоростей у штучних водоймах можна розглядати як процес самозабруднення.

Самоочищенню водойм від бактерій та вірусів можуть сприяти і представники тваринного світу. Так, устриця та деякі інші амеби адсорбують кишкові та інші віруси. Кожен молюсок відфільтровує на добу понад 30 л води.

Чистота водойм немислима без охорони їхньої рослинності. Тільки на основі глибокого знання екології кожної водойми, ефективного контролю за розвитком живих організмів, що його населяють, можна досягти позитивних результатів, забезпечити прозорість і високу біологічну продуктивність річок, озер і водосховищ.

Несприятливо на процеси самоочищення водойм впливають інші чинники. Хімічне забруднення водойм промисловими стоками, біогенними елементами (азотом, фосфором та ін.) гальмує природні окислювальні процеси, вбиває мікроорганізми. Те саме стосується і спуску термальних стічних вод тепловими електростанціями.

Багатостадійний процес, що іноді розтягується на тривалий час – самоочищення від нафти. У природних умовах комплекс фізичних процесів самоочищення води від нафти складається з ряду складових: випаровування; осідання грудочок, особливо перевантажених наносами та пилом; злипання грудочок, зважених у товщі води; спливання грудочок, що утворюють плівку із включеннями води та повітря; зниження концентрацій зваженої та розчиненої нафти внаслідок осідання, спливання та змішування з чистою водою. Інтенсивність цих процесів залежить від властивостей конкретного виду нафти (щільність, в'язкість, коефіцієнт теплового розширення), наявності у воді колоїдів, завислих і привабливих частинок планктону і т.д., температура повітря і від сонячного освітлення.

6 Заходи щодо інтенсифікації процесів самоочищення водного об'єкта

Самоочищення води - це неодмінна ланка в циклі кругообігу води в природі. Забруднення будь-яких типів при самоочищенні водних об'єктів в кінцевому рахунку виявляються сконцентрованими у вигляді продуктів життєдіяльності і відмерлих тіл мікроорганізмів, рослин і тварин, що живляться ними, які накопичуються в муловій масі на дні. Водні об'єкти, в яких природне середовище вже не справляється з забруднюючими речовинами, що надходять, деградує, і це відбувається головним чином через зміни у складі біоти і порушень харчових ланцюжків, насамперед мікробного населення водного об'єкта. Процеси самоочищення у таких водних об'єктах мінімальні або повністю припиняються.

Зупинити подібні зміни можна лише цілеспрямованим впливом на фактори, що сприяють зменшенню утворення обсягів відходів, зниженню емісії забруднення.

Поставлене завдання можна вирішити лише шляхом виконання системи організаційних заходів та інженерно-меліоративних робіт, спрямованих на відновлення природного середовища водних об'єктів.

При відновленні водних об'єктів виконання системи організаційних заходів та інженерно-меліоративних робіт бажано розпочинати з облаштування водозбору, а потім проводити очищення водного об'єкта з подальшим облаштуванням прибережних та заплавних територій.

Основне завдання природоохоронних заходів та інженерно-меліоративних робіт на водозборі – зменшення утворення відходів та недопущення несанкціонованого скидання забруднюючих речовин на рельєф водозбору, для чого здійснюють наступні заходи: впровадження системи нормування утворення відходів; організація екологічного контролю у системі поводження з відходами виробництва та споживання; проведення інвентаризації об'єктів та місць розміщення відходів виробництва та споживання; рекультивація порушених земель та їх облаштування; посилення плати за несанкціоноване скидання забруднюючих речовин на рельєф місцевості; впровадження маловідходних та безвідходних технологій та систем оборотного водопостачання.

Природоохоронні заходи та роботи, що виконуються на прибережних та заплавних територіях, включають роботи з вирівнювання поверхні, викладання або терасування схилів; зведення гідротехнічних та рекреаційних споруд, кріплення берегів та відтворення стійкого трав'яного покриву та деревно-чагарникової рослинності, що перешкоджають згодом ерозійним процесам. Роботи з озеленення виконують для відновлення природного комплексу водного об'єкта та переведення більшої частини поверхневого стоку в підземний горизонт з метою його очищення, використовуючи гірські породи прибережної зони та заплавних земель як гідрохімічний бар'єр.

Береги багатьох водних об'єктів засмічені, а води забруднені хімічними речовинами, важкими металами, нафтопродуктами сміттям, а частина з них евтрофовані і замулені. Стабілізувати чи активізувати процеси самоочищення у подібних водних об'єктах без спеціального інженерно-меліоративного втручання неможливо.

Мета виконання інженерно-меліоративних заходів та природоохоронних робіт – створення у водних об'єктах умов, що забезпечують ефективне функціонування різних споруд, що очищають воду, та виконання робіт з ліквідації або зменшення негативного впливу джерел поширення забруднюючих речовин як позаруслового, так і руслового походження.

Структурно-логічна схема організаційних, інженерно-меліоративних та природоохоронних заходів, спрямованих на відновлення природного середовища водного об'єкта, показана на малюнку 1.

Тільки системний підхід до проблеми відновлення водних об'єктів дає змогу покращити якість води у них.

Технологічні

Рекультивація порушених земель

Меліорація замулених та забруднених водних об'єктів

Активація процесів самоочищення

Система заходів, спрямованих на відновлення природного середовища водних об'єктів

Облаштування прибережних територій, зміцнення берегів

Заходи та роботи, що проводяться на водозборі

Роботи, що виконуються в акваторії водного об'єкту

Очищення вод

Ліквідація джерел руслового забруднення

Вдосконалення природоохоронного законодавства та нормативної бази

Підвищення відповідальності

Нормування відходів, екологічний контроль, інвентаризація місць розміщення та знешкодження відходів

Створення водоохоронних зон

Реабілітація забруднених земель та територій

Організаційні

Сапропелі

Мінеральні мули

Техногенні мули

Сміття, що плаває

Відновлення природного середовища, природних вод екосистем та покращення проживання та стану здоров'я людини

Від хімічних та бактеріологічних забруднень

Від сирої нафти та нафтопродуктів

Система моніторингу

Висновок

Мірою рівня екологічної безпеки людини та природного середовища в даний час виступають показники, що визначають стан здоров'я населення та якість довкілля. Вирішення завдання виявлення шкоди здоров'ю населення та якості довкілля є дуже складним і має здійснюватися за допомогою сучасних інформаційних технологій, найперспективнішою з яких є технологія географічних інформаційних систем, яка може використовуватися для підтримки процесу прийняття та реалізації господарських рішень при оцінці впливу на довкілля та екологічну експертизу. Одним із структурних елементів ГІС є бази даних, у яких зберігається вся наявна у системі інформація: графічні (просторові) дані; тематичні та нормативно-довідкові дані (відомості про територіальну та тимчасову прив'язку тематичної інформації, довідкові дані про ГДК, фонові значення тощо).

Формуються бази даних, виходячи з мети дослідження та наявності достовірної інформації про стан атмосферного повітря, поверхневих та підземних вод, ґрунту, снігового покриву, здоров'я населення та іншої інформації.

Прогнозування екологічної ситуації в зоні можливої діяльності господарського чи іншого об'єкта та прийняття рішень при виникненні небезпечних забруднень та аварійних викидів засновані, як правило, на використанні інтуїтивних процедур, що спираються на інформацію, яка у своїй більшості є неповною, не зовсім точною, а іноді й недостовірною .

У цих випадках, враховуючи необхідність оперативного прийняття рішень, доцільно використовувати потужні сучасні засоби систем штучного інтелекту та прийняття рішень. Інтелектуальна система екологічної безпеки дозволяє користувачам, використовуючи нечіткі критерії подання знань про інформацію, отримати пропозиції щодо можливих варіантів рішень, ґрунтуючись на правилах логічного виведення даних та знань експертної системи та на методі неточних міркувань.

Аналіз робіт, присвячених розвитку інтелектуальних систем екологічної безпеки промислових підприємств та територій, показує, що розвиток подібних систем у Росії перебуває на початковому рівні. Для організації в промисловому регіоні ефективно діючої системи екологічної безпеки як цілісної системи контролю, оцінки та прогнозу небезпечних змін природного середовища, потрібна побудова мережі наземних, підземних та аерокосмічних спостережень за всіма компонентами природного середовища. При цьому для отримання об'єктивної картини про стан навколишнього середовища та для вирішення питань регіонального рівня (експертиза, прийняття рішень, прогноз) необхідна організація екологічного моніторингу всіх великих джерел забруднень, постійний контроль стану параметрів навколишнього середовища, що змінюються внаслідок забруднень відходами, що надходять з різних джерел.

p align="justify"> Більшість відомих систем екологічного моніторингу є регіональними системами, їх завдання - спостереження за екологічним станом регіону в цілому. Для забезпечення екологічної безпеки недостатньо регіональної системи моніторингу, необхідна точніша інформація про локальні джерела забруднення в масштабі підприємства.

Таким чином, актуальним та важливим завданням залишається створення автоматизованих систем екологічного моніторингу, систем підготовки та прийняття рішень, що забезпечить проведення на високому якісному рівні оцінки впливу на довкілля проектованих об'єктів господарської та іншої діяльності.

Список литературы

СПАВ, нафтопродукти, нітрити; найбільшу – зважені речовини, БПКполн, сульфати, у зв'язку з цим гранично-допустиме скидання цих речовин вище. Заключение Під час дипломної роботи оцінено екологічну небезпеку стічних вод харчової промисловості. Розглянуто основні компоненти стічних вод харчової промисловості. Оцінено вплив стічних вод харчової промисловості на стан природних...

Здійснюється у спеціальних спорудах - електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективне на свинцевих та мідних підприємствах, у лакофарбовій та деяких інших галузях промисловості. Забруднені стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол та високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорування. Серед методів очищення стічних...

І ефект очищення від нерозчинених домішок. Однією з основних умов нормальної роботи відстійників є рівномірний розподіл між ними стічної води, що надходить. Вертикальні відстійники Для очищення промислових стічних вод знаходять застосування вертикальні відстійники зі висхідним потоком. Відстійники мають циліндричну чи прямокутну форму. Стічна вода вводиться в центрі через...

Території, а з іншого – на якості ґрунтових вод та їх вплив на здоров'я людей. Розділ III. ЕКОНОМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОКОРИСТАННЯ В КУРСЬКІЙ ОБЛАСТІ 3.1 Загальна характеристика 3.1.1 Основні показники водокористування Курська область розташована на південному заході Європейської території Російської Федерації в межах Центрально-Чорноземного економічного району. Площа...

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ І НАУКИ

МАРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра природооблаштування

Курсова робота

з дисципліни: Екологічні основи оцінки впливу на довкілля

на тему: Закономірності самеочищення води у водних об'єктах

Виконала: ст. гр. ПО-41 Конакова М.Е.

Перевірив: доцент Хвастунов О.І.

Йошкар-Ола

Вступ

1 Поняття, етапи оцінки впливу на довкілля

1.1 Поняття про ОВНС

1.2 Етапи процедури оцінки впливу на довкілля

1.3 Оцінка впливу на поверхневі води

2 Джерела інформації при складанні технічного завдання на ОВНС

3 Показники оцінки ефективності очисних споруд

4 Джерела забруднення водного об'єкта в залежності від ландшафтної структури місцевості

5 Основні процеси самоочищення води у водному об'єкті

6 Заходи щодо інтенсифікації процесів самоочищення водного об'єкта

Висновок

Список литературы

Вступ

За всіх часів вода вважалася безцінною вологою життя. І хоча далеко позаду ті роки, коли брати її доводилося в річках, ставках, озерах і нести за кілька кілометрів до будинку на коромислах, намагаючись не розплескати ні крапельки, як і раніше, дбайливо ставиться до води людина, дбаючи про чистоту природних водойм, про хороше стан колодязів, колонок, водопровідних систем. У зв'язку з потребами промисловості і сільського господарства в прісній воді з усією гостротою постає проблема збереження існуючих водних ресурсів. Адже придатної для потреб людини води, як свідчать статистичні дані, не так багато на Земній кулі. Відомо, що понад 70% поверхні Землі покрито водою. Близько 95% її припадає на моря та океани, 4% - на льоди Арктики та Антарктики, і лише 1% складає прісна вода річок та озер. Значні джерела води знаходяться під землею, іноді на великій глибині.

20 століття характеризується інтенсивним зростанням населення Землі, розвитком урбанізації. З'явилися міста-гіганти з населенням понад 10 млн. осіб. Розвиток промисловості, транспорту, енергетики, індустріалізація сільського господарства призвели до того, що антропогенний вплив на довкілля набуло глобального характеру. Підвищення ефективності заходів щодо охорони навколишнього середовища пов'язане насамперед із широким впровадженням ресурсозберігаючих, маловідходних та безвідходних технологічних процесів, зменшенням забруднення повітряного середовища та водойм.

Охорона навколишнього середовища є дуже багатогранною проблемою, вирішенням якої займаються, зокрема, інженерно-технічні працівники практично всіх спеціальностей, які пов'язані з господарською діяльністю в населених пунктах і на промислових підприємствах, які можуть бути джерелом забруднення в основному повітряного та водного середовища.

Організація об'єднаних націй у декларації Конференції з довкілля та розвитку (Ріо-де-Жанейро, червень 1992 р.), яку підписала і наша країна, визначила загальні принципи правового підходу до охорони природи; вказала, що всі держави повинні мати жорстке та водночас розумне природоохоронне законодавство. В даний час в Росії створена система правової охорони природи, яка є сукупністю встановлених державою правових норм і виникають в результаті їх реалізації правовідносин, спрямованих на виконання заходів щодо збереження природного середовища, раціонального використання природних ресурсів, оздоровлення навколишньої людини життєвого середовища в інтересах сьогодення та майбутнього поколінь.

Одним із механізмів реалізації правової охорони природи є оцінка впливу на навколишнє середовище, яка є найбільш ефективним управлінським важелем раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища, що зрештою має вирішувати екологічні проблеми Росії.

У Федеральному законі "Про охорону навколишнього середовища" від 10 січня 2002 глава VI (ст. 32, 33) присвячена оцінці впливу на навколишнє середовище та екологічну експертизу. Ці процедури є обов'язковим заходом щодо наміченої господарської чи іншої діяльності, здатної надавати прямий чи опосередкований вплив на довкілля, незалежно від форм власності та відомчої належності суб'єктів цієї діяльності. Оцінка впливу на довкілля та екологічна експертиза є взаємозалежними елементами єдиного правового інституту – оцінки впливу та екологічної експертизи.

1 Поняття, етапи оцінки впливу на довкілля

1 . 1 Поняття про ОВНС

Поки єдиний чинний російський нормативний документ, що регламентує оцінку впливу на навколишнє середовище (ОВНС) _ Положення "Про оцінку впливу на навколишнє середовище в Російській Федерації" (утв. наказом Мінприроди Росії від 18.07.94 р. № 222), визначив оцінку впливу на навколишнє середовище як "процедуру обліку екологічних вимог законодавства РФ при підготовці та прийнятті рішень про соціально-економічний розвиток суспільства з метою виявлення та вжиття необхідних та достатніх заходів щодо попередження можливих неприйнятних для суспільства екологічних та пов'язаних з ними соціальних, економічних та інших наслідків реалізації господарської чи іншої діяльності".

На перший погляд схожі один на одного поняття мають деякі смислові відмінності.

ОВНС _ це "процедура обліку" екологічних вимог (або обґрунтування _ інформаційний захід) під час підготовки оптимального рішення (під час проектування).

ОВНС за своєю суттю є процесом дослідження впливу проектованої діяльності та прогнозу його наслідків для довкілля та здоров'я людини.

Метою ОВНС є виявлення та прийняття (тобто розробка) необхідних природоохоронних заходів.

Результати ОВНС є частиною документації, що подається на екологічну експертизу. Їх утворюють: інформація про масштаби та характер впливу на довкілля наміченої діяльності, альтернативи її реалізації, оцінки власне наслідків діяльності та ін. Вони є основою і для проведення моніторингу та екологічного контролю за реалізованою діяльністю.

Завдання ОВНС у чинному російському законодавстві досі практично не розкрито, але в загальному вигляді їх можна сформулювати наступним чином: організація та проведення (на стадії підготовки рішення) всебічних, об'єктивних, наукових досліджень та аналізу об'єктів експертизи з позицій ефективності, повноти, обґрунтованості та достатності передбачених у них заходів, правильності визначення замовником ступеня екологічного ризику та небезпеки наміченої або здійснюваної діяльності, а також забезпечення екологічного прогнозування на основі інформації про стан та можливі зміни екологічної обстановки, внаслідок розміщення та розвитку продуктивних сил, що не призводять до негативного впливу на навколишнє середовище (ОС), тобто визначення ймовірності екологічно шкідливих впливів та можливих соціальних, економічних та екологічних наслідків.

1 . 2 Етапи процедури оцінки впливу на довкілля

У Положенні про оцінку впливу наміченої господарської та іншої діяльності на довкілля Російської Федерації, затвердженому наказом Держкомекології Росії від 16 травня 2000 р. № 372 передбачені такі етапи проведення оцінки:

1. Повідомлення, попередня оцінка та складання технічного завдання на проведення ОВНС.

2. Проведення досліджень з ОВНС наміченої господарської та іншої діяльності та підготовка попереднього варіанта відповідних матеріалів.

3. Підготовка остаточного варіанта матеріалів з ОВНС. Прин-ципи, процедура та інші відомості про ОВНС докладно описані в нормативних документах та літературі.

3.1. Повідомлення, попередня оцінка та складання технічного завдання на проведення ОВНС

Перший етап проведення ОВНС починається одночасно з розробкою концепції наміченої діяльності.

У процесі проведення ОВНС на цьому етапі вирішуються такі завдання:

1. Виявлення можливості додаткового антропогенного навантаження на ОС цієї території.

2. Визначення допустимих масштабів залучення у переробку природних ресурсів та енергії на цій території.

3. Розгляд альтернативних шляхів покращення екологічної обстановки, у тому числі за рахунок зменшення техногенного навантаження інших джерел впливу.

4. Формування проектних пропозицій щодо здійснення наміченої діяльності.

5. Складання технічного завдання для проведення оцінки встановленого змісту.

Основою розробки концепції наміченої діяльності можуть бути схеми розміщення та розвитку продуктивних сил, схеми розміщення та розвитку галузей промисловості та інші документи, що їх замінюють.

На стадії розробки концепції наміченої діяльності враховуються можливості досягнення певних у цих документах показників у прив'язці до конкретного об'єкта, більш детально опрацьовуються питання щодо можливості впливу на ОС з урахуванням динаміки фактичної екологічної обстановки в регіоні.

Обґрунтовується необхідність і доцільність реалізації проектного задуму з виявленням, аналізом та оцінкою реальних альтернатив розвитку діяльності на даній території.

У концепції обов'язково оцінюються альтернативні джерела сировини та енергії, вторинні сировинні та енергетичні ресурси та відходи виробництва, проводиться пошук нових галузей застосування відходів майбутнього об'єкта.

Іншим ключовим питанням концепції є забезпечення екологічної безпеки, у тому числі вирішення завдань локалізації та ліквідації наслідків аварій та катастроф.

Концепція має передбачити оцінку технологічного рівня проекту та виключити технологічні рішення, які можуть застаріти на момент закінчення будівництва об'єкта.

p align="justify"> Особлива увага при розробці концепції наміченої діяльності приділяється оцінці прогресивності рішень з урахуванням можливих змін техніко-економічних показників, посилення галузевих природоохоронних нормативів впливу на ОС, зміни цін на ресурси та платежів за забруднення ОЗ.

Таким чином, ОВНС починається, коли замовник планованої діяльності формує пропозицію щодо здійснення будь-якого проекту або програми (концепції наміченої діяльності). За результатами цього етапу замовником готується "Повідомлення про наміри", яке містить:

1) попередній список намірів замовника за характером планованої діяльності, що включає плани передбачуваних дій, попередню оцінку впливу на ОС та здійснення природоохоронних заходів, специфіку щорічних планів цих робіт, перелік засобів забезпечення інфраструктури тощо;

2) перелік реальних і доцільних альтернатив проекту, що розглядається (одною з альтернатив обов'язково є варіант відмови від здійснення діяльності).

На підставі результатів попередньої ОВНС замовник складає технічне завдання на проведення ОВНС.

При складанні технічного завдання замовник враховує вимоги спеціально уповноважених органів з охорони ОЗ, а також думки інших учасників процесу щодо їх запитів; воно доступне громадськості протягом усього часу проведення оцінки. Завдання є частиною матеріалів з ОВНС.

Місцеві органи влади та управління після отримання від замовника та розгляду "Повідомлення про наміри" видають (або не видають) йому дозвіл на проектування та пошуки.

3.2. Проведення досліджень з ОВНС та підготовка попереднього варіанту відповідних матеріалів

Метою другого етапу проведення ОВНС є виявлення всіх можливих впливів майбутнього господарського чи іншого об'єкта на ОЗ з урахуванням природних умов конкретної території. Дослідження проводяться замовником (виконавцем) відповідно до технічного завдання, з урахуванням альтернатив реалізації, цілей діяльності, способів їх досягнення.

Другий етап проведення ОВНС являє собою систематизовану обґрунтовану оцінку екологічних аспектів проектної пропозиції на підставі використання повної та достовірної вихідної інформації, засобів та методів вимірювання, розрахунків, оцінок відповідно до законодавства РФ,

Дослідження включає визначення характеристик наміченої господарської та іншої діяльності та можливих альтернатив (у тому числі відмови від діяльності); аналіз стану території, на яку може вплинути намічена діяльність (стан природного середовища, наявність та характер антропогенного навантаження тощо); виявлення можливих впливів наміченої діяльності на ОС з урахуванням альтернатив; оцінку впливів на ОС діяльності (імовірності виникнення ризику, ступеня, характеру, масштабу, зони поширення, а також прогнозування екологічних та пов'язаних із ними соціальних та економічних наслідків); визначення заходів, що зменшують, пом'якшують або запобігають негативним впливам, оцінку їх ефективності та можливості реалізації; оцінку значимості залишкових впливів на ОС та їх наслідків; підготовку попереднього варіанту матеріалів щодо оцінки впливу на ОС наміченої діяльності (включаючи короткий виклад для нефахівців) та низку інших питань.

3.3. Підготовка остаточного варіанта матеріалів з ОВНС

Метою третього етапу проведення ОВНС є коригування проектів, що пройшли стадію ЗВОС. Підхід, запропонований для використання на даному етапі, полягає в поетапному прийнятті рішень:

1) за проектами, що не вимагають проведення додаткових наукових досліджень;

2) за проектами, які вимагають лише незначних досліджень;

3) по комплексним і складним проектним пропозиціям, які потребують залучення великих наукових досліджень про.

Багато проектні пропозиції можуть розглядатися за аналогією з вже існуючими на обраній території або на території зі подібними природними умовами. У таких випадках застосовуються методи експертної оцінки та аналогій. Аналізується попередній варіант матеріалів та враховуються зауваження, пропозиції та інформація, що надійшли від учасників процесу оцінки на стадії обговорення. В остаточний варіант матеріалів оцінки повинні включатися також протоколи громадських слухань (якщо такі проводилися).

Заява про екологічні наслідки (ЗЕП) розглядається як звіт розробника проектної документації про виконану роботу з ОВНС наміченої діяльності та представляється замовником у складі проектної документації. ЗЕП оформляється окремим документом та включає:

1) титульний лист;

2) список організацій та конкретних розробників, які брали участь у проведенні ОВНС:

керівник робіт, координатор,

фахівці, які відповідають за розділи,

фахівці, які відповідають за екологічні та соціально-економічні розділи;

3) основні розділи досліджень, які виконуються на всіх етапах проведення ОВНС:

мета та необхідність реалізації наміченої діяльності,

технологічний аналіз проектних пропозицій, аналіз природних умов територій та існуючого техногенного навантаження,

аналіз та оцінка джерел та види впливу, виявлення особливо значущих суспільних позицій, прогноз змін ОЗ щодо екологічно значущих позицій;

4) висновки, зроблені на основі наукових досліджень, розвідок та громадських слухань ЗВОС;

5) екологічні наслідки на ОС, здоров'я населення та її життєдіяльність;

6) зобов'язання замовника щодо реалізації заходів та заходів, викладених у проектній документації, відповідно до екологічної безпеки та гарантують виконання цих зобов'язань на весь період життєвого циклу об'єкта.

ЗЕП передається замовником усім заінтересованим сторонам, які беруть участь в обговоренні ОВНС, а саме:

державним органам влади, управління та контролю;

громадськості та заінтересованим сторонам, які здійснюють контроль за виконанням зобов'язань, взятих на себе замовником при прийнятті рішення про реалізацію наміченої діяльності.

Остаточний варіант матеріалів затверджується замовником, використовується під час підготовки відповідної документації і, таким чином, подається на державну, а також на громадську.

1. 3 Оцінка впливу на поверхневі води

Оцінка стану поверхневих вод має два аспекти: кількісний та якісний. І той і інший аспекти становлять одну з найважливіших умов існування живих істот, у тому числі людини.

Оцінка якості поверхневих вод відносно добре розроблена та базується на законодавчих, нормативних та директивних документах.

Основним законом у цій галузі є Водний кодекс РФ; санітарно-епідеміологічні вимоги до водних об'єктів визначає ст. 18 ФЗ "Про санітарно-епідеміологічний благополуччя населення". До нормативним і директивним документам ставляться: постанова Уряди РФ від 19 грудня 1996 р. № 1504 "Про порядок і затвердження нормативів гранично допустимих шкідливих впливів ПДВ на водні об'єкти"; Методичні вказівки щодо розробки нормативів ПДС шкідливих речовин у поверхневі водні об'єкти, затверджені наказом Мінприроди Росії 17 грудня 1998; Методичні вказівки щодо розробки нормативів ПДВ на поверхневі водні об'єкти, затверджені Мінприроди Росії, Держкомекології Росії 26 лютого 1999 р., Методичні вказівки щодо розробки нормативів ПДВ на підземні водні об'єкти та ПДС шкідливих речовин у підземні водні об'єкти, затверджені Мінприроди Росії 29 грудня 1998 р. ; Санітарні правила та норми охорони поверхневих вод від забруднення (1988 р.), а також існуючі стандарти.

Оцінка кількісних аспектів водних ресурсів (зокрема їх забруднення) має двояку мету. По-перше, необхідно оцінити можливості задоволення потреб планованої діяльності у водних ресурсах, а по-друге, - наслідки можливого вилучення ресурсів, що залишилися, для інших об'єктів і життєдіяльності населення.

Для таких оцінок необхідно мати дані гідрологічних особливостей та закономірностей режиму водних об'єктів, що є джерелами водопостачання, а також існуючих рівнів споживання та обсягів водних ресурсів, необхідних для реалізації проекту.

Останнє включає у собі також технологічну схему водоспоживання (безповоротне, оборотне, сезонне тощо. буд.) і оцінкою прямого впливу планованої діяльності кількість водних ресурсів.

Однак велике значення має також опосередкований вплив, що впливає на гідрологічні характеристики водних об'єктів. До непрямих впливів ставляться порушення русла річок (драгами, земснарядами та інших.), зміна поверхні водозбору (орність земель, вирубка лісів), підпружування (підтоплення) під час будівництва чи зниження грунтових вод та багато іншого. Необхідно виявити і проаналізувати всі можливі види впливів і наслідків, що викликаються ними, для оцінки стану водних ресурсів.

Як критерії оцінки ресурсів поверхневих вод рекомендуються два найбільш ємні показники: величина поверхневого (річкового) стоку або зміна його режиму стосовно певного басейну і величина обсягу одноразового відбору води.

Найбільш поширеним і суттєвим фактором, що зумовлює дефіцит водних ресурсів, є забруднення водних джерел, про яке зазвичай судять за даними спостережень служб моніторингу Росгідромету та інших відомств, що контролюють стан водного середовища.

Кожен водний об'єкт має властиву йому природну гідрохімічну якість, що є його вихідною властивістю, яка формується під впливом гідрологічних і гідрохімічних процесів, що протікають у водоймі, а також залежно від інтенсивності його зовнішнього забруднення. Сукупний вплив цих процесів здатний як нейтралізувати шкідливі наслідки потрапляння у водойми антропогенних забруднень (самоочищення водойм), так і призвести до стійкого погіршення якості водних ресурсів (забруднення, засмічення, виснаження).

Здатність самоочищення кожного водного об'єкта, тобто кількість ЗВ, яка може бути перероблена і нейтралізована водоймою, залежить від різних факторів і підпорядковується певним закономірностям (що надходить кількість води, що розбавляє забруднені стоки, її температура, зміна цих показників за сезонами, якісний склад забруднюючих інгредієнтів та ін.).

Одним із головних факторів, що визначають можливі рівні забруднення водойм, крім їх природних властивостей, є вихідний гідрохімічний стан, що виникає під впливом антропогенної діяльності.

Прогнозні оцінки стану забруднення водойм можуть бути отримані шляхом підсумовування існуючих рівнів забруднення і додаткових кількостей ЗВ, планованих до надходження проектованого об'єкта. При цьому необхідно враховувати як прямі (безпосереднє скидання у водойми), так і непрямі (поверхневий стік, внутрішньоґрунтовий стік, аерогенне забруднення тощо) джерела.

Основним критерієм забруднення води також є ГДК, серед яких розрізняють санітарно-гігієнічні (нормують за впливом на організм людини), та рибогосподарські, розроблені для захисту гідробіонтів (живих істот водних об'єктів). Останні, зазвичай, суворіше, оскільки мешканці водойм зазвичай найчутливіші до забруднення, ніж людина.

Відповідно водойми поділяються на дві категорії: 1) питного та культурно-побутового призначення; 2) рибогосподарського призначення. У водних об'єктах першого типу склад та властивості води повинні відповідати нормам у створах, розташованих на відстані 1 км від найближчого пункту водокористування. У рибогосподарських водоймищах показники якості води не повинні перевищувати встановлених нормативів у місці випуску стічних вод за наявності течії, за її відсутності - не далі ніж 500 м від місця випуску.

Основним джерелом інформації про гідрологічні та гідрохімічні властивості водойм є матеріали спостережень, що здійснюються в мережі ЄДСЕМ (Єдиної державної системи екологічного моніторингу) Росії.

p align="justify"> Важливе місце серед критеріїв екологічної оцінки стану водних об'єктів займають індикаційні критерії оцінки. Останнім часом біоіндикація (поряд із традиційними хімічними та фізико-хімічними методами) набула досить широкого поширення при оцінці якості поверхневих вод. За функціональним станом (поведінкою) тест-об'єктів (ракоподібні – дафнії, водорості – хлорела, риби – гуппі) можливо ранжувати води за класами станів та по суті давати інтегральну оцінку їх якості, а також визначати можливість використання води для питних та інших, пов'язаних з біотою, цілей. Лімітуючим фактором використання методу біотестування є тривалість аналізу (не менше 4 діб) та відсутність інформації про хімічний склад води.

Необхідно відзначити, що у зв'язку зі складністю та різноманітністю хімічного складу природних вод, а також зростаючою кількістю ЗВ (для водойм питного та культурно-побутового призначення понад 1625 шкідливих речовин, для водойм рибогосподарського призначення - понад 1050) розроблено методи комплексної оцінки забрудненості поверх- вод, які розділяються на дві групи.

До першої належать методи, що дозволяють оцінювати якість води за сукупністю гідрохімічних, гідрофізичних, гідробіологічних, мікробіологічних показників.

Вода за якістю поділяється на класи з різним ступенем забруднення. Однак те саме стан води за різними показниками може бути віднесено до різних класів якості, що є недоліком даних методів.

Другу групу складають методи, засновані на використанні узагальнених числових характеристик якості води, що визначаються за рядом основних показників та видами водовикористання. Такими характеристиками є індекс якості води, коефіцієнти її забрудненості.

У гідрохімічній практиці використовується метод оцінки якості води, розроблений у гідрохімічному інституті. Метод дозволяє проводити однозначну оцінку якості води, засновану на поєднанні рівня забруднення води за сукупністю забруднюючих речовин, що знаходяться в ній, і частоти їх виявлення.

На підставі наданого матеріалу та з урахуванням рекомендацій, викладених у відповідній літературі, при проведенні оцінки впливу на поверхневі води необхідно вивчити, проаналізувати та оформити таке:

1) гідрографічну характеристику території;

2) характеристику джерел водопостачання, їх господарське використання;

3) оцінку можливості забору води з поверхневого джерела на виробничі потреби у природних умовах (без регулювання річкового стоку; з урахуванням існуючої зарегульованості річкового стоку);

4) розташування водозабору, його характеристику;

5) характеристику водного об'єкта у розрахунковому створі водозабору (гідрологічний, гідрохімічний, льодовий, термічний, швидкісний режими водного стоку, режим наносів, руслові процеси, небезпечні явища: затори, наявність шуги);

6) організацію санітарно-захисної зони водозабору;

7) водоспоживання під час будівництва об'єкта, водогосподарський баланс підприємства, оцінку раціональності використання води;

8) характеристики стічних вод - витрата, температуру, склад та концентрації забруднюючих речовин;

9) технічні рішення щодо очищення стічних вод у період будівництва об'єкта та його експлуатації - короткий опис очисних споруд та установок (технологічна схема, тип, продуктивність, основні розрахункові параметри), очікувана ефективність очищення;

10) повторне використання вод, оборотне водопостачання;

11) способи утилізації опадів очисних споруд;

12) скидання стічних вод - місце скидання, конструктивні особливості випуску, режим відведення стічних вод (періодичність скидів);

13) розрахунок ПДС очищених стічних вод;

14) характеристику залишкового забруднення при реалізації заходів з очищення стічних вод (відповідно до ПДС);

15) оцінку змін поверхневого стоку (рідкого та твердого) внаслідок перепланування території та зняття рослинного шару, виявлення негативних наслідків цих змін на водний режим території;

16) оцінку впливу на поверхневі води в процесі будівництва та експлуатації, включаючи наслідки впливу відбору води на екосистему водойми; теплове, хімічне, біологічне забруднення, зокрема при аваріях;

17) оцінку змін руслових процесів, пов'язаних з прокладанням лінійних споруд, будівництвом мостів, водозаборів та виявлення негативних наслідків цього впливу у тому числі на гідробіонти;

18) прогноз впливу наміченого об'єкта (відбір води, залишкове забруднення при скиданні очищених стічних вод, зміна температурного режиму та ін.) на водну флору та фауну, на господарське та рекреаційне використання водних об'єктів, умови життя населення;

19) організацію контролю над станом водних об'єктів;

20) обсяг і загальна вартість водоохоронних заходів, їх ефективність і черговість реалізації, включаючи заходи щодо запобігання та ліквідації наслідків аварій.

2 Джерела інформації при складанні технічного завдання на ОВНС

Інформування та участь громадськості здійснюється на всіх етапах проведення ОВНС. Участь громадськості у підготовці та обговоренні матеріалів оцінки впливу на довкілля забезпечується замовником, організується органами місцевого самоврядування або відповідними органами державної влади за сприяння замовника.

Інформування громадськості та інших учасників ОВНС першому етапі здійснюється замовником. Замовник забезпечує опублікування в офіційних виданнях федеральних органів виконавчої влади (для об'єктів експертизи федерального рівня), органів виконавчої влади суб'єктів РФ та органів місцевого самоврядування, на території яких намічається реалізація об'єкта ОВНС наступних відомостей: назва, цілі та місцезнаходження наміченої діяльності; найменування та адресу замовника або його представника; зразкові терміни проведення ОВНС; орган, відповідальний за організацію громадського обговорення; передбачувана форма громадського обговорення, а також форма подання зауважень та пропозицій; терміни та місце доступності технічного завдання щодо оцінки впливу на навколишнє середовище. Додаткове інформування учасників ОВНС може здійснюватись шляхом розповсюдження інформації по радіо, на телебаченні, у періодичній пресі, через Інтернет та іншими способами.

Протягом 30 днів з дня опублікування інформації замовник (виконавець) приймає та документує зауваження та пропозиції від громадськості Дані зауваження та пропозиції враховуються при складанні технічного завдання та мають бути відображені у матеріалах ОВНС. Замовник зобов'язаний забезпечити доступ до технічного завдання зацікавленого загалу та інших учасників ОВНС з моменту його затвердження і до закінчення процесу ОВНС.

Після підготовки попереднього варіанту матеріалів щодо оцінки впливу на довкілля замовник повинен надати громадськості інформацію про терміни та місце доступності попереднього варіанту, а також про дату та місце проведення громадських обговорень. Ці відомості публікуються у засобах масової інформації не пізніше ніж за 30 днів до закінчення проведення громадських обговорень. Подання попереднього варіанту матеріалів щодо оцінки впливу на довкілля громадськості для ознайомлення та подання зауважень проводиться протягом 30 днів, але не пізніше ніж за 2 тижні до закінчення громадських обговорень (проведення громадських слухань).

Суспільні обговорення можуть проводитись у різних формах: опитування, громадські слухання, референдум тощо. При прийнятті рішення про форму проведення громадських обговорень необхідно керуватися ступенем екологічної небезпеки господарської та іншої діяльності, що намічається, враховувати фактор невизначеності, ступінь зацікавленості громадськості.

Порядок проведення громадських слухань визначається органами місцевого самоврядування за участю замовника (виконавця) та сприяння зацікавленій громадськості. Усі рішення щодо участі громадськості оформляються документально - шляхом складання протоколу. У ньому мають чітко фіксуватись основні питання обговорення, а також предмет розбіжностей між громадськістю та замовником (якщо такою було виявлено). Протокол підписується представниками органів виконавчої влади та місцевого самоврядування, громадян, громадських організацій (об'єднань), замовника. Протокол проведення громадських слухань входить як один із додатків в остаточний варіант матеріалів з оцінки впливу на навколишнє середовище наміченої господарської та іншої діяльності.

З моменту затвердження остаточного варіанту матеріалів ОВНС і до ухвалення рішення про реалізацію запланованої діяльності замовник забезпечує доступ громадськості до цих матеріалів. Громадяни та громадські організації можуть надсилати свої пропозиції та зауваження щодо них замовнику, який забезпечує їх документування протягом 30 днів після закінчення громадського обговорення. У подальшому пропозиції та зауваження можуть надсилатися до спеціально уповноваженого державного органу в галузі проведення державної екологічної експертизи.

Вимоги до матеріалів з оцінки впливу на навколишнє середовище Матеріали з оцінки впливу - комплект документації, підготовлений при проведенні оцінки впливу наміченої діяльності на навколишнє середовище і є частиною документації, що подається на екологічну експертизу.

3 Показники оцінки ефективності очисних споруд

Стічні води - це води, використані на побутові, виробничі або інші потреби та забруднені різними домішками, що змінили їх початковий хімічний склад та фізичні властивості, а також води, що стікають з території населених пунктів та промислових підприємств внаслідок випадання атмосферних опадів або поливання вулиць. Залежно від походження виду та складу стічні води поділяються на три основні категорії:

Побутові(від туалетних кімнат, душових, кухонь, лазень, пралень, їдалень, лікарень; вони надходять від житлових та громадських будівель, а також від побутових приміщень та промислових підприємств);

Виробничі(води, використані в технологічних процесах, що не відповідають більш вимогам, що висуваються до їх якості; до цієї категорії вод відносять води, що відкачуються на поверхню землі при видобутку корисних копалин);

Атмосферні(дощові та талі; разом з атмосферними відводяться води від поливу вулиць, від фонтанів та дренажів).

У практиці використовується також поняття міські стічні води, які є сумішшю побутових і виробничих стічних вод. Побутові, виробничі та атмосферні стічні води відводяться як разом, і окремо.

Стічні води є складними гетерогенними сумішами, що містять домішки органічного та мінерального походження, які знаходяться в нерозчиненому, колоїдному та розчиненому стані.

Деякі параметри, визначення яких передбачено обов'язковою програмою спостережень за якістю вод:

Кольоровість- це показник якості води, що характеризує інтенсивність фарбування води та обумовлений вмістом забарвлених сполук, що виражається у градусах платино-кобальтової шкали. Визначається шляхом порівняння забарвлення випробуваної води із зразками.

Прозорість (світлопропускання)обумовлена їхньою кольором і каламутністю, тобто. вмістом у них різних пофарбованих та зважених органічних та мінеральних речовин.

Залежно від ступеня прозорості, воду умовно поділяють на прозору, слобоопалесцірующую, опалесціюючу, злегка каламутну, каламутну і сильно каламутну.

Мутність- Викликана присутністю тонкодисперсних домішок, обумовлених нерозчинними або колоїдними неорганічними та органічними речовинами різного походження. Якісне визначення проводять описово: слабка опалесценція, опалесценція, слабка, помітна та сильна каламут.

Запах- це властивість води викликати у людини та тварин специфічне подразнення слизової оболонки носових ходів. Запах води характеризується інтенсивністю, яку вимірюють у балах. Запах води викликають леткі пахучі речовини, що надходять у воду в результаті процесів життєдіяльності водних організмів, при біохімічному розкладанні органічних речовин, при хімічній взаємодії компонентів, що містяться у воді, а також з промисловими, сільськогосподарськими господарсько-побутовими стічними водами.

Зважені речовинивпливають на прозорість води і на проникнення в неї світла, на температуру, склад розчинених компонентів поверхневих вод, адсорбцію токсичних речовин, а також на склад і розподіл відкладень і швидкість осадоутворення.

Визначення кількості завислих частинок важливо проводити при контролі процесів біологічної та фізико-хімічної обробки стічних вод та при оцінці стану природних водойм.

Водневий показник- один із найважливіших показників якості вод. Розмір концентрації іонів водню має значення для хімічних і біологічних процесів. Від величини pH залежать розвиток та життєдіяльність водних рослин, стійкість різних форм міграції елементів, агресивна дія води на метали та бетон. Величина pH води також впливає на процеси перетворення різних форм біогенних елементів, змінює токсичність забруднюючих речовин.

Окисно-відновний потенціал- міра хімічної активності елементів або їх сполук у оборотних хімічних процесах, пов'язаних із зміною заряду іонів у розчинах.

Хлориди- Переважним аніоном у високомінералізованих водах. Концентрація хлоридів у поверхневих водах схильна до помітних сезонних коливань, що корелюють зі зміною загальної мінералізації води.

Азот амонійних солей- вміст іонів амонію у природних водах варіює в інтервалі від 10 до 200 мкг/дм 3 у перерахуванні на азот. Присутність у незабруднених поверхневих водах іонів амонію пов'язана головним чином із процесами біохімічної деградації білкових речовин, дезамінування амінокислот, розкладання сечовини під дією уреази. Основними джерелами надходження іонів амонію до водних об'єктів є тваринницькі ферми, господарсько-побутові стічні води, поверхневий стік із сільгоспугідь при використанні амонійних добрив, а також стічні води підприємств харчової, лісохімічної та хімічної промисловості.

Підвищена концентрація іонів амонію може бути використана як індикаторний показник, що відображає погіршення санітарного стану водного об'єкта, процесу забруднення поверхневих та підземних вод, в першу чергу, побутовими та сільськогосподарськими стоками.

ГДК вр сольового амонію становить 0,4 мг/л азоту (лімітуючий показник шкідливості - токсикологічний).

Нітрати- Основними процесами, спрямованими на зниженні концентрації нітратів, є споживання їх фітопланктоном і денітрофікуючими бактеріями, які при нестачі кисню використовують кисень нітратів на окислення органічних речовин.

У поверхневих водах нітрати знаходяться у розчиненій формі. Концентрація нітратів у поверхневих водах схильна до помітних сезонних коливань: мінімальна у вегетаційний період, вона збільшується восени і досягає максимуму взимку, коли при мінімальному споживанні азоту відбувається розкладання органічних форм у мінеральні. Амплітуда сезонних коливань може бути одним із показників евтрофування водного об'єкта.

ГДК вр - 40 мг/л (NO3-) або 9,1 мг/л (по азоту).

Нітріти- являють собою проміжний ступінь у ланцюзі бактеріальних процесів окислення амонію до нітратів і, навпаки, відновлення нітратів до азоту та аміаку. Подібні окислювально-відновні реакції характерні для станцій аерації, систем водопостачання та власне природних вод.

ГДК вр - 0,08 мг/л як іона NO2- чи 0,02 мг/л у перерахунку на азот.

Алюміній- у природних водах алюміній присутній в іонній, колоїдній та виваженій формах. Міграційна здатність невисока. Утворює досить стійкі комплекси, зокрема органомінеральні, що у воді у розчиненому чи колоїдному стані.

Іони алюмінію мають токсичність по відношенню до багатьох видів водних живих організмів і людини; токсичність проявляється, перш за все, у кислому середовищі.

ГДК в алюмінію становить 0,5 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – санітарно-токсилогічний), ГДК вр – 0,04 мг/л (лімітуючий показник – токсикологічний).

БПК повне - повним біохімічним споживанням кисню (БПК повний) вважається кількість кисню, необхідне окислення органічних домішок на початок процесів нітрифікації. Кількість кисню, витрачається для окислення амонійного азоту до нітритів і нітратів, щодо БПК не враховується.

Повна біохімічна потреба в кисні БПК для внутрішніх водойм рибогосподарського призначення (I-ої та II-ої категорій) при температурі 20°С не повинна перевищувати 3 мг O 2 /л.

Залізо загальне- головними джерелами сполук заліза в поверхневих водах є процеси хімічного вивітрювання гірських порід, що супроводжуються їх механічним руйнуванням та розчиненням. У процесі взаємодії з мінеральними і органічними речовинами, що містяться в природних водах, утворюється складний комплекс сполук заліза, що знаходяться у воді в розчиненому, колоїдному та зваженому станах.

ГДК заліза становить 0,3 мг/л (лімітуючий показник шкідливості - органолептичний). ГДК вр – 0,1 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – токсикологічний).

Мідь- один із найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді пов'язана головним чином із включенням її до складу активних центрів окисно-відновних ферментів.

Мідь може з'являтися внаслідок корозії мідних трубопроводів та інших споруд, що використовуються у системах водопостачання.

Для міді ГДК (за іоном міді) встановлено 1 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – органолептичний), ПДКвр – 0,001 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – токсикологічний).

Нікель- у поверхневих водах сполуки нікелю знаходяться в розчиненому, зваженому та колоїдному станах, кількісне співвідношення між якими залежить від складу води, температури та pH. Сорбенти сполук нікелю можуть бути гідроксид заліза, органічні речовини, високодисперсний карбонат кальцію, глини.

ГДК у нікелі становить 0,1 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – санітарно-токсикологічний), ГДК вр – 0,01 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – токсикологічний).

Цинк - вводі цинк існує в іонній формі або у формі його мінеральних та органічних комплексів, іноді зустрічається у нерозчинних формах.

Багато сполук цинку токсичні, насамперед, сульфат і хлорид. У водному середовищі токсичність цинку посилюють іони міді та нікелю.

ПДКв Zn2+ становить 5,0 мг/л (лімітуючий показник – органолептичний), ПДКвр Zn2+ – 0,01 мг/л (лімітуючий показник шкідливості – токсикологічний).

Ефективність очищення забруднюючих речовин на ОСК м. Йошкар-Ола за 2007 рік.

Найменування ЗВ	Надходить СВ	Очищена СВ	% очищення
Іон амонію


Алюміній

БПК повне
Зважені речовини
Залізо загальне



Нафтопродукти


СПАВ (аніоноакт)
Сульфати
Сульфіди

Фосфати (по Р)


Хром 3-х валентний
Хром 6-и валентний

4 Джерела забруднення водного об'єкта в залежності від ландшафтної структури місцевості

I. У межах великих міст збереження долин річок у природному стані неможливе без постійного проведення природоохоронних заходів, оскільки особливо негативний антропогенний вплив.

Оцінка якості ділянки ландшафтних комплексів здійснюється за низкою природних параметрів, серед яких можна виділити площу ділянки, індекс біорізноманіття, антропогенну перетвореність, вразливість до антропогенних навантажень, історичну цінність, позицію в екологічному просторі, потенційну цінність рекреації. В умовах сучасних міст найважливішим фактором стає і екологічний стан території, що характеризується геоекологічними та біогеохімічними умовами.

Під екологічними умовами розуміється сукупність геоекологічних чинників, визначальних стан довкілля межах аналізованої території. До них зазвичай відносять метеокліматичні особливості, забруднення атмосфери, акустичний режим території, її інженерно-геологічні та гідрогеологічні умови.

До біогеохімічних факторів належать такі: ступінь порушеності та забруднення ґрунтового покриву, гідрологічна характеристика території, що включає оцінку гідрологічного режиму водотоку, ступінь трансформації русла, рівень забруднення води в річці та інші гідрохімічні показники поверхневого стоку в межах водозбору.

Спільний розгляд цих параметрів дозволяє дати комплексну характеристику ландшафтної структури території.

1) Оцінка геоекологічних чинників

А) Метеокліматичні умови.Метеокліматичні зміни фонових характеристик та перерозподіл метеоелементів обумовлені рельєфом долини річки та її приток, характером зеленого покриву та залежать від умов погоди. У пониженнях рельєфу - заплавах річок, вночі, при антициклональному режимі погоди та радіаційному вихолоджуванні, відзначаються стік повітря з більш піднесених прилеглих територій та його застій, утворюються тумани, приземні інверсії, що сприяють накопиченню шкідливих домішок приземному шарі.

Б) Стан атмосферного повітря. Забруднення повітряного басейну відбувається за рахунок викидів забруднюючих речовин промислових і транспортних об'єктів, розташованих за межами ділянки, а також значною мірою від надходження мас забрудненого повітря з прилеглих територій, що створюють фонове забруднення. Сукупність впливу цих чинників визначає високий рівень забруднення повітряного басейну загалом.

В) Геологічне середовище. Геологічна будова характеризується поширенням наступних генетичних типів відкладень: техногенних насипних ґрунтів, сучасних та давньоалювіальних, покривних, наморених флювіогляціальних, моренних відкладень московської або дніпровської стадії зледеніння та флювіогляціальних відкладень окскодніпря.

2) Оцінка біогеохімічних факторів

А) Ґрунтовий покрив.Вогнища техногенного забруднення ґрунтового покриву є надмірною концентрацією не одного, а цілого комплексу хімічних елементів, сукупний вплив яких оцінювався за величиною сумарного показника концентрації (СПК) - суми перевищень елементів над фоновим рівнем. Залежно від значень цього показника виділяються категорії забруднення територій: допустима, помірно небезпечна, небезпечна та надзвичайно небезпечна.

Б) Поверхневі води.

В) Зелені насадження.

Комплексна оцінка стану довкілля

А) Ландшафтна структура території.Нині природні комплекси зазнали значних антропогенних змін. Можна виділити групу комплексів, де містобудівні зміни території практично не змінилися на функціонуванні, а іноді антропогенне втручання було навіть сприятливим для природного ландшафту. В інших випадках природні екосистеми деградували. Найменшої трансформації зазнали урочища заплав і частково терас, що безпосередньо примикають до русла річки, де корінна рослинність заміщена насадженнями клена з домішкою в'язу та верб. Згодом насадження втратили свою естетичну привабливість, а також вже досягли фізіологічної старості, що потребує заходів з реконструкції. До того ж високий рівень загущеності деревостою сприяє погіршенню криміногенної ситуації.

Найбільшою мірою змін зазнали природно-територіальні комплекси, зайняті житловою та виробничою забудовою. Трансформація таких комплексів має неоднозначний містобудівний ефект. Рослинність характеризується заміщенням її корінних типів на ділянках житлової забудови культурними посадками з віком, що відповідає віку забудови. У цілому нині стан таких техногенних комплексів задовільний, крім територій, зайнятих об'єктами виробничого призначення, що викликало деградацію зелених насаджень.

Б) Аналіз реабілітаційного потенціалу річки.Комплексна оцінка екологічного стану території базується на ландшафтно-біохімічних дослідженнях стійкості природних комплексів до антропогенних навантажень, оцінки стану компонентів навколишнього середовища, а також на аналізі містобудівного потенціалу ділянки та загальної містобудівної ситуації на прилеглих до неї міських територіях.

До негативних природних факторів відноситься наявність крутих схилів та підтоплених ділянок, нестійких до додаткового техногенного навантаження. Негативними техногенними факторами слід вважати високу захаращеність території на окремих ділянках, вплив забруднених та недостатньо очищених стоків житлових кварталів, виробничих зон та підприємств, що впливають на якість водних об'єктів. Отже, стан водойм не відповідає вимогам, що пред'являються до об'єктів культурно-побутового призначення. Крім того, наднормативне забруднення атмосферного повітря вздовж магістралей характерне практично для всієї території.

ІІ. Водні об'єкти, будучи природними та природно-техногенними елементами ландшафтно-геохімічних систем, у більшості випадків є кінцевою ланкою у цій акумуляції здебільшого рухомих техногенних речовин. У ландшафтно-геохімічних системах речовини з більш високих рівнів до нижчих гіпсометричних рівнів переносяться з поверхневим і підземним стоками, а назад (від низьких до вищих рівнів) - атмосферними потоками і лише в деяких випадках потоками живої речовини (наприклад, при масовому вильоті з водойм комах після завершення личинкової стадії розвитку, що проходить у воді, та ін).

Елементи ландшафту, що представляють початкові, найбільш високорозташовані ланки (що займають, наприклад, місцеві водороздільні поверхні), геохімічні автономні та надходження в них забруднюючих речовин обмежено, за винятком надходження їх з атмосфери. Елементи ландшафту, що утворюють нижчі щаблі геохімічної системи (розташовані на схилах і в пониженнях рельєфу), являють собою геохімічно підлеглі або гетерономні елементи, які поряд з надходженнями забруднюючих речовин з атмосфери отримують частину забруднюючих речовин, що надходять з поверхневими і ґрунтовими водами. -геохімічний каскад. У зв'язку з цим забруднюючі речовини, що утворюються на водозборі за рахунок міграції в природному середовищі рано чи пізно потрапляють у водні об'єкти переважно з поверхневим і ґрунтовим стоками, поступово накопичуючись в них.

5 Основні процеси самоочищення води у водному об'єкті

Самоочищення води водойм - це сукупність взаємопов'язаних гідродинамічних, фізико-хімічних, мікробіологічних та гідробіологічних процесів, що ведуть до відновлення початкового стану водного об'єкта.

Подібні документи

Охорона поверхневих вод від забруднення. Сучасний стан якості води у водних об'єктах. Джерела та можливі шляхи забруднення поверхневих та підземних вод. Вимоги щодо якості води. Самоочищення природних вод. Охорона води від забруднення.

реферат, доданий 18.12.2009

Стан якості води у водних об'єктах. Джерела та шляхи забруднення поверхневих та підземних вод. Вимоги щодо якості води. Самоочищення природних вод. Загальні відомості щодо охорони водних об'єктів. Водне законодавство, водоохоронні програми.

курсова робота , доданий 01.11.2014

Характеристика водокористування ВАТ "Курганмашзавод". Техногенний вплив гальванічного виробництва на довкілля. Показники використання водних ресурсів промисловому об'єкті. Показники якості води у контрольних створах водного об'єкта.

курсова робота , доданий 12.04.2013

Особливості забезпечення самоочищення забруднених вод. Блок-схема очисних споруд каналізації. Очищення води від забруднювачів хлоруванням, електролітами, механічним та фізико-хімічним методом. Очищаючий початок аеротенків. Вибір схеми очищення.

реферат, доданий 17.11.2011

Водоспоживання та водовідведення підприємства. Методи очищення стічних вод: фізико-хімічний, біологічний, механічний. Аналіз роботи очисних споруд та впливу на навколишнє середовище. Гідрологічна та гідрохімічна характеристика об'єкта.

курсова робота , доданий 01.06.2015

Поворотні води як основне джерело забруднення водного середовища регіону. Основні екологічні проблеми. Аналіз промислових джерел забруднення води. Оцінка ризику для здоров'я людини. Законодавчі акти у сфері управління охороною водних ресурсів.

реферат, доданий 10.10.2014

Коротка характеристика діяльності ТОВ "Уралхімтранс". Основні джерела забруднення та оцінка екологічного впливу підприємства на довкілля: стічні води, відходи виробництва. Природоохоронні заходи зниження рівня забруднення.

контрольна робота , доданий 14.11.2011

Хімічне, біологічне та фізичне забруднення водних ресурсів. Проникнення забруднюючих речовин у кругообіг води. Основні методи та принципи очищення води, контроль її якості. Необхідність захисту водних ресурсів від виснаження та забруднення.

курсова робота , доданий 18.10.2014

реферат, доданий 28.11.2011

Основні шляхи забруднення гідросфери Землі. Джерела засмічення поверхневих, підземних вод, річок, озер та світового океану. Методи їх очищення та охорони від виснаження. Проникнення шкідливих речовин у кругообіг води. Вивчення способів самоочищення водойм.

Завдання №6

ПРОЦЕСИ САМООЧИЩЕННЯ ПРИРОДНИХ ВОД

1 ВИДИ ЗАБРУДНЕНЬ ТА ЇХ СТОКИ

(КАНАЛИ САМООЧИЩЕННЯ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА)

Під самоочищенням водного середовища розуміють сукупність фізичних, біологічних та хімічних внутрішньоводоємних процесів, спрямованих на зниження вмісту забруднюючих речовин (ЗВ).

Внесок окремих процесів у здатність природного водного середовища до самоочищення залежить від природи ЗВ. Відповідно до цього ЗВ умовно ділять на три групи.

1). Консервативні речовини – нерозкладаються або розкладаються в природному середовищі дуже повільно . Це мінеральні солі, гідрофобні сполуки типу хлорорганічних пестицидів, нафта та нафтопродукти. Зниження концентрації консервативних речовин у водній шкоді відбувається лише за рахунок розведення, фізичних процесів масопереносу, фізико-хімічних процесів комплексоутворення, сорбції та біоакумуляції. Самоочищення має характер, оскільки відбувається лише перерозподіл і розсіювання ЗВ в ОС, забруднення їм суміжних об'єктів.

2). Біогенні речовини – речовини, що у біологічному кругообігу. Це мінеральні форми азоту та фосфору, легкозасвоювані органічні сполуки.

І тут самоочищення водного середовища відбувається з допомогою біохімічних процесів.

3). Водорозчинні речовини, що не залучаються до біологічного кругообігу, що надходять у водойми та водотоки з антропогенних джерел, найчастіше токсичні. Самоочищення водного середовища від цих речовин здійснюється в основному за рахунок їхньої хімічної та мікробіологічної трансформації.

Найбільш значущими для самоочищення водного середовища є такі процеси:

– фізичні процеси перенесення: розведення (перемішування), винесення ЗВ у сусідні водойми (вниз за течією), седиментація зважених частинок, випаровування, сорбція (зваженими частинками та донними відкладеннями), біоакумуляція;

– мікробіологічна трансформація;

–хімічна трансформація: осадоутворення, гідроліз, фотоліз, окислювально-відновні реакції та ін.

2 РОЗВЕДЕННЯ ЗВ ПРИ ВИПУСКУ СТІЧНИХ ВОД

З ВОДООЧИСНИХ СПОРУД

Маса ЗВ у стічній воді дорівнює масі ЗВ змішаному потоці (стічні води + вода водотоку). Рівняння матеріального балансу по ЗВ:

Ccт·q + γ·Q·Cф = Cв·(q + γ·Q),

де Ccт – концентрація ЗВ у стічній воді, г/м3 (мг/дм3);

q – максимальна витрата стічних вод, що підлягають скиданню у водотік, м3/с

γ – коефіцієнт змішування

Q – середньомісячна витрата води водотоку, м3/с;

Cф - фонова концентрація ЗВ у водотоку (встановлюється за даними багаторічних спостережень), г/м3 (мг/дм3);

Cв · концентрація ЗВ у водотоку після змішування (розведення), г/м3 (мг/дм3);

З рівняння матеріального балансу можна визначити концентрацію ЗВ у водотоку після розведення:

Cв·= https://pandia.ru/text/80/127/images/image002_20.png" width="117" height="73 src=">

L – відстань по фарватеру водотоку (фарватер – найглибша смуга даного водного простору) від місця випуску до контрольного створу, м;

α – коефіцієнт, що залежить від гідравлічних умов потоку. Коефіцієнт α розраховують за рівнянням:

де ξ - коефіцієнт, що залежить від розташування випуску стічних вод у водотік: ξ = 1 при випуску біля берега, ξ = 1,5 при випуску фарватер;

φ – коефіцієнт звивистості водотоку, тобто відношення відстані між розглянутими створами водотоку фарватером до відстані по прямій; D – коефіцієнт турбулентної дифузії.

Для рівнинних річок та спрощених розрахунків коефіцієнт турбулентної дифузії знаходять за формулою:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image005_9.png" width="59 height=47" height="47">= · Кс-в,

де ас, ав – активності речовини А в сорбційному шарі та у водній фазі;

γс, γв – коефіцієнти активності речовини А в сорбційному шарі та у водній фазі;

Сс, Св – концентрації речовини А в сорбційному шарі та у водній фазі;

Кс-в - коефіцієнт розподілу речовини А (константа рівноваги

АВ ↔ АС, виражена через концентрації).

Тоді при відносно постійному коефіцієнті активності речовини А в сорбційному шарі (органічній фазі):

Кс-в = Кас-в·DIV_ADBLOCK172">

Цим, зокрема, обумовлено існування кореляції між коефіцієнтами розподілу речовин у системі октанол – вода та тверда органічна речовина – вода:

Кс-в ≈ 0,4 К-в ,

де Ко-в – коефіцієнт розподілу речовини у системі октанол – вода.

Величина Ко-в пов'язана з розчинністю речовини у воді простим емпіричним співвідношенням:

lg К-в = (4,5 ÷ 0,75) lg S,

де S – розчинність речовини, виражена мг/дм3.

Це співвідношення виконується для багатьох класів органічних сполук, включаючи вуглеводні, галогеновані вуглеводні, ароматичні кислоти, хлорорганічні пестициди, біфеніли хлоровані.

У природних сорбентах органічна речовина становить лише деяку частку маси сорбенту. Тому коефіцієнт розподілу у системі сорбент – вода Кс-в нормують зміст органічного вуглецю в сорбенті Кс-в*:

Кс-в* = Кс-в ω(С),

де ω(С) – масова частка органічної речовини у сорбенті.

При цьому частка речовини, сорбованого з водного середовища ωсорб, дорівнює:

ωсорб = https://pandia.ru/text/80/127/images/image009_9.png" width="103" height="59">,

де Ссорб – концентрація суспензованого у воді сорбенту.

У донних відкладеннях величина Ссорб значна, тому для багатьох ЗВ Кс-в * · Ссорб >> 1 і одиницею в знаменнику можна знехтувати. Величина ωсорб прагне одиниці, т. е. вся речовина А перебуває у сорбированном стані.

У відкритих водоймищах ситуація інша – концентрація суспензованого сорбенту вкрай мала. Тому сорбційні процеси роблять істотний внесок у самоочищення водоймища тільки для сполук з Кс-в ≥ 105.

Сорбція багатьох ЗВ з розчинністю у воді 10-3 моль/л одна із основних процесів видалення хімічної речовини з водної фази. До таких речовин відносяться хлорорганічні пестициди, поліхлоровані біфеніли, ПАВ. Ці сполуки мало розчинні у питній воді і мають великі значення Ко-в (104 – 107). Сорбція - найбільш ефективний шлях самоочищення водного середовища від подібних речовин.

4 МІКРОБІОЛОГІЧНЕ САМООЧИЩЕННЯ

Мікробіологічна трансформація ЗВ вважається одним із основних каналів самоочищення водного середовища . Мікробіологічні біохімічні процеси включають реакції кількох типів. Це реакції за участю окисно-відновних та гідролітичних ферментів. Оптимальна температура протікання процесів біодеградації ЗВ становить 25-30ºС.

Швидкість мікробіологічної трансформації речовини залежить не тільки від її властивостей і структури, а й від метаболічної здатності мікробного співтовариства.

де SS – концентрація субстрату (забруднювача), . Тут kеф - константа швидкості біолізу, m - біомаса мікроорганізмів або чисельність популяції.

Кінетика псевдопервого порядку трансформації деяких ЗВ при фіксованих розмірах популяції та прямо пропорційне зростання константи швидкості зі зростанням чисельності бактерій у багатьох випадках доведено експериментально. Більше того, у ряді випадків kеф не залежить від фази зростання популяції, від місцевості та видового складу мікробної спільноти.

При інтегруванні кінетичного рівняння реакції першого порядку отримаємо:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image013_7.png" width="29" height="25 src="> - початкова концентрація субстрату (або біохімічно окислюваних речовин, відповідна БПКпов).;

– поточна концентрація субстрату (або біохімічно окислюваних речовин, що відповідає БПКпов. – БПКτ).

При заміні на відповідне значення БПК в рівнянні отримаємо: 20

Позначимо kБ/2,303 = k*, де k*– константа біохімічного окиснення (має розмірність константи реакції першого порядку – сут-1). При потенціювання рівняння маємо рівняння, що зв'язує БПКповн. та БПКτ, в експоненційній формі:

Користуючись цим рівнянням, можна визначити час повного окислення біохімічно окислюваних речовин - час, за який окислюється 99% речовини .

У природних умовах середніх широт у результаті мікробіологічних процесів найшвидше розпадаються алкани нормальної будови (на 60-90% за три тижні). Розгалужені алкани та циклоалкани розпадаються повільніше, ніж н-алкани – за тиждень на 40%, за три тижні – на 80%. Низькомолекулярні похідні бензолу мінералізуються швидше насичених вуглеводнів (наприклад, феноли та крезоли) . Заміщені ді- і трихлорфеноли розкладаються повністю в донних відкладеннях протягом тижня, нітрофеноли протягом двох-трьох тижнів. Проте ПАУ руйнуються повільно.

На процеси біодеградації впливають безліч факторів: освітлення, вміст розчиненого кисню, pH , вміст поживних речовин, наявність токсикантів та ін. . Навіть якщо мікроорганізми мають необхідний для руйнування ЗВ набором ферментів, вони можуть не проявляти активності через відсутність додаткових субстратів або факторів.

5 ГІДРОЛІЗ

Багато забруднюючих речовин є слабкими кислотами або основами і беруть участь у кислотно-основних перетвореннях. Солі, утворені слабкими основами або слабкими кислотами, піддаються гідролізу . Солі, утворені слабкими основами, гідролізуються за катіоном, солі, утворені слабкими кислотами, - по аніону. Гідролізу піддаються катіони ТМ, Fe3+, Al3+:

Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+

Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+

Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+

Pb2+ + HOH ↔ PbOH+ + H+.

Ці процеси викликають підкислення середовища.

Гідролізуються аніони слабких кислот:

CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-

SiO32- + HOH ↔ HSiO3- + OH-

PO43- + HOH ↔ HPO42- + OH-

S2- + HOH ↔ HS - + OH-,

що сприяє підлуженню середовища.

Одночасна наявність катіонів і аніонів, що гідролізуються, викликає в деяких випадках повний незворотний гідроліз, який може призвести до утворення опадів малорозчинних гідроксидів Fe(OH)3, Al(OH)3 та ін.

Гідроліз катіонів та аніонів протікає швидко, оскільки відноситься до реакцій іонного обміну.

Серед органічних сполук гідролізу піддаються ефіри та аміди карбонових кислот та різних фосфоровмісних кислот. При цьому вода бере участь у реакції не тільки як розчинник, але і як реагент:

R1-COO-R2 + HOH ↔ R1-COOH + R2OH

R1-COO-NH2 + HOH ↔ R1-COOH + NH3

(R1O)(R2O)-P=O(OR3) + HOH ↔ H3PO4 + R1OH + R2OH + R3OH

Як приклад можна згадати дихлофос (о, о-діетил-2,2-дихлорвінілфосфат).

(C2H5O)2-P=O(O-CH=CCl2) + 2HOH ↔ (HO)2-P=O(O-CH=CCl2) + 2C2H5OH

Гідролізуються і різні галогенорганічні сполуки:

R-Cl + HOH ↔ R-OH + HCl;

R–C–Cl2 + 2HOH ↔ R–C–(OH)2 + 2HCl ↔ R–C=O + H2O + 2HCl;

R–C–Cl3 + 3HOH ↔ R–C–(OH)3 + 3HCl ↔ R–COOH + 2H2O + 3HCl.

Ці гідролітичні процеси відбуваються в іншій часовій шкалі. Реакції гідролізу можуть здійснюватися як без каталізатора, так і за участю як каталізатори розчинених у природних водах кислот і основ. Відповідно константа швидкості гідролізу може бути представлена у вигляді:

де https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> - константи швидкості кислотного гідролізу, гідролізу в нейтральному середовищі та лужного гідролізу;

При цьому можна вважати гідроліз реакцією псевдопервого порядку, тому що ЗВ є присутнім у природних водах у слідових кількостях. Концентрація води в порівнянні з їх концентраціями набагато більша і фактично вважається постійною.

Для визначення концентрації забруднювача, що змінюється у часі, використовують кінетичне рівняння реакції першого порядку:

де С0 – початкова концентрація забруднювача;

З – поточна концентрація забруднювача;

τ – час, що минув від початку реакції;

k – константа швидкості реакції (гідролізу).

Ступінь перетворення забруднювача (частку речовини, що вступила в реакцію) можна обчислити за рівнянням:

β = (С0 – С)/С0 = 1-е-kτ.

6 ПРИКЛАДИ РІШЕННЯ ЗАВДАНЬ

приклад 1. Обчисліть концентрацію іонів заліза Fe3+ у річковій воді на відстані 500м від місця випуску стічних вод, якщо його концентрація у стічній воді на випуску у водойму дорівнює 0,75 мг/дм3. Швидкість течії річки дорівнює 0,18 м/с, об'ємна витрата 62м3/с, глибина річки 1,8м, коефіцієнт звивистості річки 1,0. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,005 м3/с. Фонова концентрація Fe3+ дорівнює 0,3 мг/дм3.

Рішення:

Коефіцієнт турбулентної дифузії дорівнює

https://pandia.ru/text/80/127/images/image025_3.png" width="147" height="43">.

Коефіцієнт α згідно з умовою завдання (коефіцієнт, що враховує умови випуску стічних вод ξ = 1 при випуску біля берега; коефіцієнт звивистості річки φ = 1) розраховується за рівнянням:

= 1,0·1,0https://pandia.ru/text/80/127/images/image028_2.png" width="44" height="28 src="> і знайдемо його чисельне значення

β = https://pandia.ru/text/80/127/images/image030_2.png" width="107" height="73">.png" width="145" height="51 src="> .= 0,302 ≈ 0,3 мг/дм3.

Відповідь: Концентрація Fe3+ з відривом 500м від місця випуску стічних вод становить 0,302 мг/дм3, т. е. майже дорівнює фонової концентрації

приклад 2. Розрахуйте константу швидкості біоокислення k*, якщо експериментально встановлено, що БПКповн спостерігається на 13 добу інкубації проби. Яку частку від БПКпов у цьому випадку становить БПК5?

Рішення:

Для визначення БПКполн приймають, що БПКполн: (БПКполн – БПКτ) = 100: 1, т. е. окислено 99% органічних речовин.

k* = 1 – 10-k*5 = 1 – 10-0,15 ∙5 = 0,822 або 82,2%.

Відповідь : Константа швидкості біоокислення дорівнює 0,15 діб-1 БПК5 від БПКпов становить 82,2%.

приклад 3. Обчисліть період напівперетворення, ступінь гідролізу та концентрацію метилхорацетату (ClСН2СOOСH3) при Т = 298К у непроточній водоймі з рН = 6,9 через: а) 1 год; б) 1 добу після його надходження у водойму, якщо її вихідна концентрація становила 0,001 мг/л. Константи швидкості гідролізу метилхлорацетатату наведені у таблиці.

Рішення:

Відповідно до закону діючих мас швидкість гідролізу дорівнює

де kГІДР - константа швидкості гідролізу, с-1;

СЗВ - концентрація ЗВ.

Можна вважати гідроліз реакцією псевдопервого порядку, оскільки ЗВ присутній у природних водах у кількостях. Концентрація води в порівнянні з їх концентраціями набагато більша і фактично вважається постійною.

Константа гідролізу розраховується за рівнянням

де https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> - константи швидкості кислотного гідролізу, гідролізу в нейтральному середовищі і лужного гідролізу (див таблицю додатку);

СH+.– концентрація іонів водню, моль/л;

СOH – концентрація гідрокід-іонів, моль/л.

Так як за умовою задачі pH = 6,9, то можна знайти концентрацію іонів водню та концентрацію гідроксид-іонів.

Концентрація іонів водню (моль/л) дорівнює:

СH+. = 10-рН = 10-6,9 = 1,26 · 10-7.

Сума водневого та гідроксильного показників завжди постійна

Тому, знаючи pH, можна знайти гідроксильний показник та концентрацію гідроксид-іонів.

pOH = 14 - pH = 14 - 6,9 = 7,1

Концентрація гідроксид-іонів (моль/л) дорівнює:

СOH - = 10-рOН = 10-7,1 = 7,9 · 10-8.

Константа гідролізу метилхлорацетату дорівнює:

2,1 · 10-7 · 1,26 · 10-7 +8,5 · 10-5 +140 · 7,9 · 10-8 =.

8,5 · 10-5 + 1,1 · 10-5 = 9,6 · 10-5с-1.

Період напівперетворення речовини τ0,5 реакції першого порядку дорівнює:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image037_1.png" width="155" height="47">з = 2год.

Ступінь перетворення (ступінь гідролізу) забруднювача можна обчислити за рівнянням:

β = (С0 – С)/С0 = 1-е-kτ.

Через годину після надходження метилхлорацетату у водоймище його ступінь гідролізу дорівнює:

β = 1 - е-0,000096 · 3600 = 1 - 0,708 = 0,292 (або 29,2%).

Через добу ступінь гідролізу ЗВ дорівнює:

β = 1-е-0,000096 · 24 · 3600 = 1 - 0,00025 = 0,99975 (або 99,98%).

Поточну концентрацію метилхлорацетату можна визначити, знаючи його ступінь перетворення С = С0(1 – β).

Через годину після надходження метилхлорацетату до водойми його концентрація складе:

З = С0(1 – β) = 0,001(1 – 0,292) = 0,001·0,708 = 7,08 10-4 мг/л.

Через добу концентрація ЗВ дорівнюватиме:

З = С0(1 – β) = 0,001(1 – 0,99975) = 0,001·0,00025 = 2,5 10-7 мг/л.

Відповідь: Період напівперетворення метилхлорацетату дорівнює 2 год. Через годину після надходження ЗВ у водойму його ступінь перетворення дорівнюватиме 29,2%, концентрація – 7,08 10-4 мг/л. Через добу після надходження ЗВ у водоймище його ступінь перетворення становитиме 99,98%, концентрація – 2,5 10-7 мг/л.

7 ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РІШЕННЯ

1. Обчисліть концентрацію іонів Си2+ у річковій воді на відстані 500м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація Сі2+ у стічній воді дорівнює 0,015 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,25 м/с, об'ємна витрата 70м3/с, глибина річки 3м, коефіцієнт звивистості річки 1,2. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,05 м3/с. Фонова концентрація Сі2 дорівнює 0,010 мг/л.

2. Обчисліть концентрацію іонів NH4+ у річковій воді на відстані 800 м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація NH4+ у стічній воді дорівнює 0,25 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,18 м/с, об'ємна витрата 50м3/с, глибина річки 1,8м, коефіцієнт звивистості річки 1,2. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,04 м3/с. Фонова концентрація NH4+ дорівнює 0,045 мг/л.

3. Обчисліть концентрацію іонів Al3+ у річковій воді на відстані 500м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація Al3+ у стічній воді дорівнює 0,06 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,25 м/с, об'ємна витрата 70м3/с, глибина річки 3м, коефіцієнт звивистості річки 1,0. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,05 м3/с. Фонова концентрація Al3+ дорівнює 0,06 мг/л.

4. Обчисліть концентрацію іонів Fe3+ у річковій воді на відстані 300м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація Fe3+ у стічній воді дорівнює 0,55 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,20 м/с, об'ємні витрати 65м3/с, глибина річки 2,5м, коефіцієнт звивистості річки 1,1. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,45 м3/с. Фонова концентрація Fe3+ дорівнює 0,5 мг/л.

5. Обчисліть концентрацію сульфат-іонів у річковій воді на відстані 500 м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація SO42 в стічній воді дорівнює 105,0 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,25 м/с, об'ємна витрата 70м3/с, глибина річки 3м, коефіцієнт звивистості річки 1,2. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,05 м3/с. Фонова концентрація SO42- дорівнює 29,3 мг/л.

6. Обчисліть концентрацію хлорид-іонів у річковій воді з відривом 500м від місця випуску стічних вод, якщо концентрація Cl - у стічній воді дорівнює 35,0 мг/л. Швидкість течії річки дорівнює 0,25 м/с, об'ємна витрата 70м3/с, глибина річки 3м, коефіцієнт звивистості річки 1,0. Стічні води випускаються із берега. Об'ємна витрата стічних вод становить 0,5 м3/с. Фонова концентрація SO42- дорівнює 22,1 мг/л.

7. Концентрація іонів міді Си2+ у стічній воді дорівнює 0,02 мг/л. На якій відстані від місця випуску стічних вод концентрація Сі2+ перевищуватиме фонову на 10%, якщо об'ємна витрата стічних вод становить 0,05 м3/с? Швидкість течії річки дорівнює 0,15 м/с, об'ємна витрата 70м3/с, глибина річки 3м, коефіцієнт звивистості річки 1,2. Стічні води випускаються із берега. Фонова концентрація Сі2 дорівнює 0,010 мг/л.

8. У проточну водойму глибиною 1,5 м в результаті сухого осадження з атмосфери надійшли частки аерозолю діаметром 50 мкм щільністю 2500 кг/м3. Швидкість течії води дорівнює 0,8 м/с, в'язкість води 1·10-3 Па·с, щільність води 1000 кг/м3. Яку відстань подолають ці частинки, віднесені плином, до моменту осадження на дно?

9. У проточну водойму глибиною 3,0 м в результаті мокрого осадження з атмосфери надійшли частки аерозолю діаметром 20 мкм щільністю 2700 кг/м3. Швидкість течії води дорівнює 0,2 м/с, в'язкість води 1·10-3 Па·с, щільність води 1000 кг/м3. Яку відстань подолають ці частинки, віднесені плином, до моменту осадження на дно?

10. У проточну водойму глибиною 2,0 м в результаті сухого осадження з атмосфери надійшли частки аерозолю діаметром 40 мкм щільністю 2700 кг/м3. Швидкість течії води дорівнює 0,25 м/с, в'язкість води 1·10-3 Па·с, щільність води 1000 кг/м3. Протяжність водоймища у напрямку течії становить 5000 м. Чи осядуть ці частинки на дно водоймища або будуть винесені течією за її межі?

11. Обчисліть діаметр зважених частинок, що надійшли у проточну водойму зі стічними водами, які осядуть на дно водоймища в 200м від місця випуску стічних вод, якщо щільність частинок дорівнює 2600 кг/м3. Швидкість течії води дорівнює 0,6 м/с, в'язкість води 1·10-3 Па·с, щільність води 1000 кг/м3. Глибина водойми 1,8м.

12. Внаслідок аварії по поверхні водоймища розтікся гексан. Тиск насиченої пари гексану при 20°С, 30°С і 40°С дорівнює 15998,6 Па, 24798,0 Па і 37063,6 Па відповідно. Визначте тиск насиченої пари гексану при температурі 15°З графічним методом. Обчисліть швидкість випаровування гексану при 15°С за формулою, якщо швидкість вітру дорівнює 1м/с. Щільність повітря при 0°С дорівнює 1,29 кг/м3, в'язкість повітря при 15°С дорівнює 18∙10−6 Па∙с, діаметр плями, утвореної гексаном на поверхні води, дорівнює 100м.

13. Внаслідок аварії по поверхні водоймища розтікся толуол. Тиск насиченої пари толуолу при 20°С, 30°З 40°С дорівнює 3399,7 Па, 5266,2 Па і 8532,6 Па відповідно. Визначте тиск насиченої пари толуолу при температурі 25°С графічним методом. Обчисліть швидкість випаровування толуолу при 25°С за формулою, якщо швидкість вітру дорівнює 2м/с. Щільність повітря при 0°С дорівнює 1,29 кг/м3, в'язкість повітря при 25°С дорівнює 20∙10−6 Па∙с, діаметр плями, утвореної толуолом на поверхні води, дорівнює 200м.

14. Внаслідок аварії по поверхні водоймища розтікся м-ксилол. Тиск насиченої пари м-ксилолу при 20°З 30°З дорівнює 813,3 і 1466,5 Па відповідно. Визначте тиск насиченої пари м-ксилолу при температурі 25°С, використовуючи інтегральну форму рівняння ізобари хімічної реакції Обчисліть швидкість випаровування м-ксилолу при 25°З за формулою, якщо швидкість вітру дорівнює 5м/с. Щільність повітря при 0°С дорівнює 1,29 кг/м3, в'язкість повітря при 25°С дорівнює 20∙10−6 Па∙с, діаметр плями, утвореного м-Ксилолом на поверхні води, дорівнює 500м.

15. На лабораторному столі випадково розлито бензол. Тиск насиченої пари бензолу при 20°З 30°З дорівнює 9959,2 і 15732,0 Па відповідно. Визначте тиск насиченої пари бензолу при температурі 25°С, використовуючи інтегральну форму рівняння ізобари хімічної реакції. Обчисліть швидкість випаровування бензолу при 25°С, використовуючи методику визначення викидів шкідливих речовин в атмосферу. Діаметр плями, утвореної бензолом на поверхні столу, дорівнює 0,5м. Чи буде перевищено значення ПДКР. з.(С6Н6) = 5мг/м3 через 15хвилин після розлиття бензолу, якщо обсяг приміщення дорівнює 200м3?

16. На лабораторному столі випадково розлито хлорбензол. Тиск насиченої пари хлорбензолу при 20°З 30°З дорівнює 1173,2 і 199,8 Па відповідно. Визначте тиск насиченої пари хлорбензолу за температури 25°С, використовуючи інтегральну форму рівняння ізобари хімічної реакції. Обчисліть швидкість випаровування хлорбензолу при 25°С, використовуючи методику визначення викидів шкідливих речовин в атмосферу. Діаметр плями, утвореної хлорбензолом на поверхні столу, дорівнює 0,3м. Чи буде перевищено значення ПДКР. з.(С6Н5Cl) = 50мг/м3 через 10хвилин після розлиття хлорбензолу, якщо обсяг приміщення дорівнює 150м3?

17. В результаті аварії по поверхні водоймища розтеклася суміш октану, толуолу та м-ксилолу масою 1000кг. Склад суміші (мас. частки): октан - 0,3; толуол – 0,4; м-ксилол – 0,3. Тиск насиченої пари октану, толуолу та м-ксилолу при 20°З дорівнює 1386,6; 3399,7 Па та 813,3 Па відповідно. Обчисліть швидкість випаровування вуглеводнів при 20°С, використовуючи методику визначення викидів шкідливих речовин в атмосферу. Визначте склад суміші (мас. частки) через годину, якщо діаметр плями, утвореної сумішшю вуглеводнів на поверхні води, дорівнює 10м. Швидкість вітру дорівнює 1м/с.

18. В результаті аварії по поверхні водоймища розтеклася суміш бензолу, толуолу та м-ксилолу масою 1000кг. Склад суміші (мас. частки): бензол - 0,5; толуол – 0,3; м-ксилол – 0,2. Тиск насиченої пари бензолу, толуолу та м-ксилолу при 20°З дорівнює 9959,2; 3399,7 Па та 813,3 Па відповідно. Обчисліть швидкість випаровування вуглеводнів при 20°С, використовуючи методику визначення викидів шкідливих речовин в атмосферу. Визначте склад суміші (мас. частки) через годину, якщо діаметр плями, утвореної сумішшю вуглеводнів на поверхні води, дорівнює 12м. Швидкість вітру дорівнює 0,5 м/с.

19. Обчисліть частку 2,3,7,8-Cl4-дибензодіоксину, адсорбованого зваженими частинками, що містять 3,5% (мас.) органічного вуглецю. Концентрація завислих частинок у придонних шарах водойми становить 12000 млн-1. Коефіцієнт розподілу 2,3,7,8-Cl4-дибензодиоксина в системі октанол-вода КО-В дорівнює 1,047 · 107.

20. Обчисліть частку 1,2,3,4-Cl4-дибензодіоксину, адсорбованого зваженими частинками, що містять 4% (мас.) органічного вуглецю. Концентрація завислих частинок у придонних шарах водойми становить 10000 млн-1. Коефіцієнт розподілу 1,2,3,4-Cl4-дибензодиоксина у системі октанол-вода КО-В дорівнює 5,888 ·105.

21. Обчисліть частку фенолу, адсорбованого завислими частинками, що містять 10% (мас.) органічного вуглецю. Концентрація завислих частинок у придонних шарах водойми становить 50000 млн-1. Коефіцієнт розподілу фенолу в системі октанол-вода КО-В дорівнює 31.

22. Чи станеться утворення осаду PbSO4 при надходженні у проточну водойму з об'ємною витратою 50м3/с стічної води, що містить 0,01 мг/л іонів Pb2+? Об'ємна витрата стічної води дорівнює 0,05 м3/с. Фонова концентрація SO42- дорівнює 30 мг/л. Прийміть коефіцієнт змішування γ рівним 1∙10−4. ПР(PbSO4) = 1,6 10-8.

23. Чи відбудеться утворення осаду Fe(OH)3 при надходженні у проточну водойму з об'ємною витратою 60м3/с стічної води, що містить 0,7 мг/л іонів Fe3+? Об'ємна витрата стічної води дорівнює 0,06 м3/с. рН = 7,5. Прийміть коефіцієнт змішування γ рівним 4∙10−4. ПР(Fe(OH)3) = 6,3 10-38.

24. Обчисліть ступінь гідролізу та концентрацію хлороформу (СНCl3) при Т=298К у непроточній водоймі з рН = 7,5 через: а) 1 добу; б) 1 місяць; в) 1 рік після його надходження у водойму, якщо його вихідна концентрація становила 0,001 мг/л. Константи швидкості гідролізу хлороформу наведено у таблиці.

25. Обчисліть ступінь гідролізу (ступінь перетворення) та концентрацію дихлорметану (СН2Cl2) при Т=298К у непроточній водоймі з рН = 8,0 через: а) 1 добу; б) 1 місяць; в) 1 рік після його надходження у водойму, якщо його вихідна концентрація становила 0,001 мг/л. Константи швидкості гідролізу дихлорметану наведено у таблиці.

26. Обчисліть ступінь гідролізу (ступінь перетворення) та концентрацію бромметану (СН3Br) при Т=298К у непроточній водоймі з рН = 8,0 через: а) 1 добу; б) 1 місяць; в) півроку після його надходження у водоймище, якщо його вихідна концентрація становила 0,005 мг/л. Константи швидкості гідролізу, бромметану наведені у таблиці.

27. Через який час концентрація етилацетату в непроточному водоймищі дорівнює: а) половині вихідної концентрації; б) 10% вихідної концентрації; в) 1% вихідної концентрації? Т = 298К. рН = 6,5. Константи швидкості гідролізу етилацетату наведені у таблиці.

28. Через який час концентрація фенілацетату в непроточному водоймищі дорівнює: а) половині вихідної концентрації; б) 10% вихідної концентрації; в) 1% вихідної концентрації? Т = 298К. рН = 7,8. Константи швидкості гідролізу фенілацетату наведені у таблиці.

29. Через який час концентрація фенілбензоату в непроточній водоймі стане рівною: а) половині вихідної концентрації; б) 10% вихідної концентрації; в) 1% вихідної концентрації? Т = 298К. рН = 7,5. Константи швидкості гідролізу фенілбензоату наведені у таблиці.

30. Розрахуйте константу біоокислення k* у природній воді та час зняття половини забруднень, якщо експериментально визначено значення БПК5 та БПКпов, які дорівнюють 3,0 та 10,0 мгО2/дм3 відповідно.

31. Розрахуйте константу біоокислення k* у природній воді та час зняття половини забруднень, якщо експериментально визначено значення БПК5 та БПКпов, які дорівнюють 1,8 та 8,0 мгО2/дм3 відповідно.

32. Розрахуйте константу швидкості біоокислення k* у природній воді, якщо експериментально встановлено, що БПКповн спостерігається на 13 добу інкубації проби цієї води. Яку частку від БПКпов у цьому випадку становить БПК5?

33. Розрахуйте константу швидкості біоокислення k* у природній воді, якщо експериментально встановлено, що БПКповн спостерігається на 18 добу інкубації проби цієї води. Яку частку від БПКпов у цьому випадку становить БПК5?

34. Час повного окислення фенолу у ставку з природною аерацією становив 50 діб. Розрахуйте константу швидкості біоокислення k* фенолу в цьому ставку, а також його концентрацію через 10 діб, якщо вихідна концентрація фенолу дорівнює 20 мкг/л.

35. Час повного окислення толуолу у ставку з природною аерацією становив 80 діб. Розрахуйте константу швидкості біоокислення k* толуолу в цьому ставку, а також його концентрацію через 30 діб, якщо вихідна концентрація толуолу дорівнює 50 мкг/л.

36. Розрахуйте ГПКуд. оцтової кислоти. Розрахуйте ГПК природної води, в якій міститься 1∙10−4 моль/л оцтової кислоти. Обчисліть БПКповн. цієї води, якщо БПКпов.: ГПК = 0,8: 1. Обчисліть

37. Визначте концентрацію фенолу у воді непроточної водойми через добу після її надходження, якщо вихідна концентрація фенолу становила 0,010 мг/л. Вважайте, що трансформація фенолу відбувається в основному в результаті окислення радикалом RO2. Стаціонарна концентрація RO2 дорівнює 10-9 моль/л. Константа швидкості реакції дорівнює 104 моль-1-с-1.

38. Визначте концентрацію формальдегіду у воді непроточної водойми через 2 доби після її надходження, якщо вихідна концентрація формальдегіду становила 0,05 мг/л. Вважайте, що трансформація формальдегіду відбувається в основному в результаті окислення радикалом RO2. Стаціонарна концентрація RO2 дорівнює 10-9 моль/л. Константа швидкості реакції дорівнює 0,1 моль·л-1·с-1.

ДОДАТОК

Таблиця - Константи швидкості гідролізу деяких органічних речовин при Т = 298К

Речовина	Продукти гідролізу	Константи гідролізу
л·моль-1·с-1		л·моль-1·с-1
Етилацетат	CH3COOH + C2H5OH
Метилхлорацетат	СlCH2COOH + CH3OH
Фенілацетат	CH3COOH + C6H5OH
Фенілбензоат	C6H5COOH + C6H5OH
Хлорметан CH3Cl
Бромметан CH3Br
Дихлорметан CH2Cl2
Трихлорметан CHCl3

Санітарний режим водойми характеризується насамперед кількістю розчиненого у ньому кисню. Його повинно бути не менше 4 мг на 1 л води в будь-який період року для водойм для водойм першого і другого видів. До першого виду відносять водойми, що використовуються для питного водопостачання підприємств, до другого - використовувані для купання, спортивних заходів, а також населених пунктів, що знаходяться в межах.

Багатостадійний процес, що іноді розтягується на тривалий час - самоочищення від нафти. У природних умовах комплекс фізичних процесів самоочищення води від нафти складається з ряду складових: випаровування; осідання грудочок, особливо перевантажених наносами та пилом; злипання грудочок, зважених у товщі води; спливання грудочок, що утворюють плівку із включеннями води та повітря; зниження концентрацій зваженої та розчиненої нафти внаслідок осідання, спливання та змішування з чистою водою. Інтенсивність цих процесів залежить від властивостей конкретного виду нафти (щільність, в'язкість, коефіцієнт теплового розширення), наявності у воді колоїдів, завислих і привабливих частинок планктону і т.д., температура повітря і від сонячного освітлення.