Источники и масштабы tеxнoгенного загрязнения биосферы

Обеспечение ПДС и является конкретной задачей предприятия  решается она с помощью инженерно-технических  или организационных мероприятий. Таким образом, если ПДК является нормативом  на содержание загрязняющих веществ в природной среде, то ПДС-нормативами на их поступление, но при этом ПДС является функцией от ПДК.

ПДС вредного вещества - это масса вещества в сточных  водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. ПДС устанавливается с учётом ПДК вредных веществ в местах водопользования, фоновой концентрации, ассимиляционной способности водного объекта и оптимальным распределением массы сбрасываемых веществ.

Ассимиляционная способность водного объекта — это его способность принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контрольном створе (пункте) водопользования. Иногда она рассматривается как способность водного объекта к «самоочищению».

При поступлении в водные объекты нескольких веществ с  одинаковым лимитирующим показателем  вредности и с учетом примесей, поступающих в него с вышерасположенных  по отношению к данному предприятию  выпусков, должен учитываться эффект суммации.

Величина ПДС (г/с, г/ч или  т/год) с учетом требований к составу  и качеству  воды в водном объекте определяется как произведение наибольшего  расхода сточных вод (обычно средне часового)  q_CT (м3/ч) и решенной предельной концентрации вредного вещества в сточных водах С_{СТ.ПРЕД} (г/м3).

Таким образом, фактический  сброс М_ФАКТ вредного вещества сопоставляется  с ПДС:

                                          М_ФАКТ  ≤ ПДС,                                      (5.2)

 

              Где        М_ФАКТ = q_СТС_СТ         ПДС = q_СТС_{СТ.ПРЕД.}                    (5.3)

 

 Отсюда видно, что  важнейшей величиной, необходимой  для установления  ПДС, является  С_СТ, поскольку сам по себе объем сточных вод значения  не имеет. Поэтому в ряде случаев на предприятиях создается иллюзия охраны окружающей среды за счет сокращения водопотребления и объёмов сбросов, например, при включении водооборотных систем. Если же при этом технологии не меняются, то фактическая масса сбрасываемых вредных веществ остается постоянной и загрязнение воды не уменьшается.

Величину концентрации С_СТ при сбросе сточных вод в черте города принимают на уровне, не превышающем ПДК, установленной в местах водопользования.

Концентрацию взвешенных веществ в сточных водах С_СТ определяют  исходя из величины концентрации взвешенных веществ в водном объекте до места сброса С_В по формулам:

1. для хозяйственно-питьевого водопользования и рыбохозяйственного (для ценных рыб) концентрация взвешенных веществ в сбросах должна соответствовать

                                     

 

2. для других рыбохозяйственных целей и культурно-бытового водопользования

                   С_СТ ≤ С_В + 0,75  мг/л                                                   (5.5)

Величину ПДС по минеральному составу определяют по формуле (5.3) для  хозяйственно-питьевого водопользования  при концентрации минеральных веществ  по сухому остатку С_СТ не более 1000 мг/л.

Величину ПДС по полному  биохимическому потреблению кислорода  БПК_ПОЛН также определяют по формуле (5.3).

 

5.5. Определение  условий спуска сточных вод  в водоемы

Контроль и управление качеством воды в водоемах предусматривает  решение таких задач:

1) определение необходимой  степени очистки сточных вод; 

2) установление достаточной  степени разбавления сточных  вод для того, чтобы в пункте  водопользования примеси рассеивались  до безопасных концентраций;

3) прогнозирование качества  воды отдаленную перспективу.  Эти задачи решают для водотоков  и непроточных водоемов. Рассмотрим  это для водотоков.

Для расчета средней концентрации загрязнений одного показателя вредности, при наличии нескольких потоков  сточных вод, нужны данные о расходе  каждого потока q, и содержания в нем примеси Сі:

Сравнивая расчетное значение С_СРи необходимую глубину очистки выбирают соответствующий метод обезвреживания сточных вод.

Балансовое уравнение  смешивания сточных вод с природными записывают в таком виде:

                           

где q - расход сточных вод, м³/сутки; Q - наименьший среднемесячный расход воды в реке, м³/сутки; С_СТ — допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л; Ср - концентрация того же загрязняющего вещества в реке, мг/л; С_ПДК - санитарный норматив загрязняющего вещества в воде водоема, мг/л; γ - коэффициент смешивания сточных вод с водой реки. Решая уравнения относительно С^q_СТ получим выражение

 

                           

что дает возможность определить допустимую концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах перед  сбросом водоем и определить необходимую степень очистки Е по формуле:

                        

где С_СТ - фактическая концентрация загрязнителя в сточных водах, мг/л.

В случае сильного загрязнения  воды водоема, то есть при  Ср ≥ С_ПДК уравнение (5.8) приобретает вид

                                                   С_СТ ≤ С_ПДК                                                    (5.10)

В этом случае требования к  стокам будут такими же, как к  водоему в месте сброса сточных вод (в расчетном створе).

Вторая задача - определение максимальной предельной концентрации полютанта (С_MАХ), которую можно допустить в стоках перед сбрасыванием (ПДК в пункте водопотребления). Ее значение определяют по формуле

                                     

Итак, С_MАХ берут за основу при принятии мер санитарной охраны водоемов. С помощью этого уравнения можно определить условия, при которых разбавление стоков в водоеме невозможно, и сброс должен быть исключен. Если вода ниже места сброса уже загрязнена так, что

 

то в  и этих условиях сброс сточных вод не допускается, даже если нормативные требования к воде водоема отнести к сточным водам.

Расчет необходимой  степени очистки сточных вод  при наличии взвешенных веществ. Допустимое содержимое взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед сбросом в водоем рассчитывают исходя из баланса загрязнений с учетом разбавления стоков водой реки по уравнению

где С_ДОП - допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме в результате сброса сточных вод, мг/л (содержание взвешенных веществ не должно возрастать более чем на 0,25 для хозяйственно- питьевого и на 0,75 мг/л - для культурно-бытового водопотребления) в соответсвии с уравнением (5.4) и (5.5); С_Р^ВЗВ - концентрация взвешенных веществ в водоеме до сброса сточных вод, мг/л; а - коэффициент смешивания сточных вод с водой водоема; Q — наименьший среднемесячный расход воды, м³/с; q - расход сточных вод, м³/с.

Необходимую степень очистки  рассчитывают по формуле

 

5.6. Определение  необходимой степени очистки  сточных вод

Степень очистки или разбавление  сточных вод перед их сбросом  в водоем определяют после установления величины а по уравнению Фролова - Родзиллера:

где L - расстояние по фарватеру от места сброса сточных вод до ближайшего створа водопользования, м; а - коэффициент, который учитывает гидравлические условия смешивания, определяется по формуле:

                                  

где φ - отношение расстояний между местами сброса и водопользования  по фарватеру по прямой линии; ε - принимают  равным 1 при береговом и 1,5 - при  стержневом сбросе сточных вод; Е - коэффициент  турбулентной диффузии, который для  равнинных рек составляет

где V_СР, - средняя скорость течения реки, м/ч; Н_СР - средняя глубина русла м.

Окончательная кратность  необходимого разбавления сточных  вод равняется

В случае сброса сточных  вод в непроточные водоемы (озера  водохранилища и т.п.) используют метод М.А. Руффеля, по которому полное разбавление сточных вод (п_П0Л) есть результат совместного влияния начального разбавления (п_НАЧ), которое происходит в месте выпуска в водоем за счет скорости исходной струи, и основного (п_ОСН), которое осуществляется во время дальнейшего движения потока:

Величину п_НАЧ определяют по дополнительным формулам, разных для поверхностного и глубинного выпуска, а п_ОСН - по графикам - номограммам, приведенным в справочниках.

С экологической точки  зрения разбавление сточных вод  перед сбросом в водоем является несовершенным технологическим  приемом, который не уменьшает сброс  загрязняющих веществ. Поэтому им можно  пользоваться в отдельных случаях, когда количество загрязняющих веществ  незначительно и на предприятии  небольшой объем сточных вод.

 

5.7. Бассейновый  принцип нормирования сбросов

Выполнение нормативных  требований на сброс вредных веществ  в водные объекты связано с  весьма дорогостоящими мероприятиями.  Поэтому установление значений ПДС  должно предусматривать оптимизацию  затрат на водоохранные мероприятия. Пока основной путь такой оптимизации - использование  естественных возможностей водной экосистемы к рассеиванию, ассимиляции вредных  веществ, т.е. к тому, что принято  называть «самоочищением». Фактически при этом преследуются  цели не охраны природы, а только обеспечения показателей  качества воды в местах ее использования.

Эти обстоятельства стали  основанием для нормирования предпритиям  сбросов вредных веществ согласно так называемому « бассейному принципу». Суть его в том, что при обосновании сбросов для отдельных предприятий учитывая способность к «самоочищению» не в конкретном водном объекте - акцепторе сточных вод, а в совокупности объектов (данной реки, ее притоков), т.е. ПДС устанавливается для бассейна в целом. Предприятиям же устанавливаются дифференцированные квоты на сбросы, причем для отдельных предприятий квоты могут быть выше за счет других. С позиций экологии и сохранения природы такой путь, естественно, нежелателен.

 

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятие: загрязненность водного объекта.
2. Что такое «ПДК вредных веществ в водном объекте»?
3. На каком расстоянии находится контрольный створ от створа водопользования проточного водоема?
4. Каковы недостатки концентрации ПДК при оценке качества воды?
5. Какова цель раздельного нормирования качества воды?
6. Что отражает лимитирующий показатель вредности?
7. Каковы принципы выбора репрезентивных показателей?
8. Я. Перечислите основные достоинства нового национального СанПиНа качества воды.
9. Какие основные ощущения вкуса воды квалифицируются согласно ГОСТ?
10. Какой интервал температуры воды является гибельным для большинства водных организмов?
11. І I .Что характеризует биохимический показатель БПК/ХПК?
12. К каким неприятным последствиям ведет попадание в организм кадмия?
13. Каковы отличительные особенности нормирования содержания фтора в воде?
14. Как влияет минеральный состав воды на здоровье человека?
15. Какие соли разлагаются при длительном кипячении воды?
16. Дайте развернутую характеристику следующим показателям: коли - индекс, коли-титр, микробное число.
17. Где находится самый глубоководный выпуск сточной воды в Украине?
18. К каким неблагоприятным последствиям ведет хлорирование воды?
19. Как устанавливается предельно допустимый сброс вредных веществ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. НОРМИРОВАНИЕ  ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЕ

Ключевым вопросом нормирования антропогенной нагрузки на почву  является оценка их загрязненности. По величине зон и уровню загрязнения  выделяют фоновое, локальное, региональное и глобальное загрязнение почвы. Фоновым считается такое содержание загрязняющих веществ в почве, которое отвечает или является близким к природному химическому составу почвы. Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или совокупности нескольких источников загрязнения. Региональным является такое загрязнение, которое возникает вследствие переноса загрязняющих веществ на расстояние не более 40км от техногенных и не более 10км от сельскохозяйственных источников загрязнения. Глобальным называется такое загрязнение, которое возникает вследствие дальнего переноса загрязняющих веществ на расстояние свыше 1000км от каких-либо источников загрязнения.