Антропогенний забруднення водного середовища

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЗМІСТ

ВСТУП

1. АНТРОПОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

2. МЕТОДИКА ЕКОЛОГІЧНОЇ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД СУШІ І ЕСТУАРІЇВ УКРАЇНИ

3. МЕТОДИЧНІ І ОРГАНІЗАЦІЙНІ ОСНОВИ РОЗРАХУНКУ ГРАНИЧНО ДОПУСТИМИХ СКИДІВ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН ТА РОЗРАХУНКУ КРАТНОСТІ ПОЧАТКОВОГО ТА ОСНОВНОГО РОЗВЕДЕННЯ

4. АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

4.1 Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші і естуаріїв України

4.2 Кратність розведення

4.3 Затвердження гранично допустимого скиду забруднюючих речовин у водотік з урахуванням лімітуючої спроможності водного об'єкта

4.4 Аналіз асимілюючої здатності водного об'єкта

ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Одним з важливих направлень сучасної науки являється розробка заходів з охорони навколишнього природного середовища від забруднень, які потрапляють в поверхневі і підземні водозабори разом із стічними водами промислових підприємств. Актуальність цього питання не обходить стороною і Україну, оскільки з кожним роком значно скорочуються запаси підземних вод, придатних для використання в господарсько-побутових цілях. Впродовж останніх десятиліть істотно погіршилась якість поверхневих вод України.

В зв’язку з цим, раціональне використання водних ресурсів у цей час являє собою вкрай насущну проблему. Це насамперед охорона водних просторів від забруднення, а тому що промислові стоки посідають перше місце по об'єму й збитку, що вони наносять, то саме в першу чергу необхідно вирішувати проблему скидання їх у ріки. Зокрема, варто обмежити скидань у водойми, а також удосконалення технологій виробництва, очищення й утилізації. Також важливим аспектом є стягнення плати за скидання стічних вод і забруднюючих речовин і перерахування засобів, що стягуються, на розробку нових безвідхідних технологій і споруджень по очищенню. Необхідно знижувати розмір плати за забруднення навколишнього середовища підприємствам з мінімальними викидами й скиданнями, що надалі буде служити пріоритетом для підтримки мінімуму скидання або його зменшення.

Для поліпшення екологічної ситуації в Україні необхідно навести елементарний порядок: не забруднювати водні джерела, ґрунти і повітря, різко зменшити водоспоживання, ліквідувати непродуктивні витрати води, перебудувати усе виробництво — промислове і сільськогосподарське — на базі екологічно безпечних технологій; зменшити площі під ріллю, збільшити площі лісів, заповідників, і, головне, змінити екологічну свідомість кожного громадянина нашої держави. Це займе при постійних і досить значних інвестиціях 15−25 років.

Уся водогосподарська діяльність має базуватися на басейновому принципі управління і платності природо-, зокрема й водокористування. Платне природокористування — найбільш ефективний інструмент використання та відтворення повноцінних природних ресурсів і екологічного благополуччя.

Метою цього курсового проекту є отримання навичок при виконанні екологічної оцінки якості поверхневих вод суші і естуаріїв України та при розрахунку гранично допустимих скидів у водотоки, ознайомлення з процедурою встановлення, погодження та затвердження ГДС.

1. АНТРОПОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

В Україні налічується 63 119 річок, у тому числі великих (площа водозбору більше 50 тис. км2) — 9, середніх (від 2 до 50 тис. км2) — 81, малих (менше 2 тис. км2) — 63 029. Загальна довжина річок становить 206,4 тис. км, з них 90% припадає на малі річки.

Водні ресурси України формуються за рахунок притоку транзитних річкових вод із зарубіжних країн, місцевого стоку і підземних вод.

За багаторічними спостереженнями потенційні ресурси річкових вод становлять 209,8 км³, з яких лише 25% формуються в межах України, решта надходить з Російської Федерації, Білорусії, Румунії. Прогнозні ресурси підземних вод становлять 21 км³. Затверджені експлуатаційні запаси підземних вод дорівнюють близько 6 км³.

Територіальний розподіл водних ресурсів не відповідає розміщенню водоємних галузей господарського комплексу. Найбільша кількість водних ресурсів (58%) зосереджена в річках басейну Дунаю у прикордонних районах України, де потреба у воді не перевищує 5% її загальних запасів (див. додаток В). Найменш забезпечені водними ресурсами Донбас, Криворіжжя, Крим та південні області України, де зосереджені найбільші споживачі води. Доступні для широкого використання водні ресурси формуються, в основному, в басейнах Дніпра, Дністра, Сіверського Дінця, Південного і Західного Бугу, а також малих річок Приазов’я та Причорномор’я.

Балансові запаси місцевого водного стоку становлять у середньому 52,4 км³, а в маловодні роки — 29,7 км³. Об'єм підземних вод, що враховуються в ресурсній частині водогосподарського балансу, складає 7 км³. Крім того, в галузях економіки використовується близько 1 км³ морської води.

Стримуючим фактором використання водних ресурсів є їх мінливість у часі: в природних умовах на частку весняного стоку припадає 60−70% на півночі і північному сході і до 80−90% на півдні. За запасами місцевих водних ресурсів (1 тис. м3 на 1 особу) Україна вважається однією з найменш забезпечених країн у Європі (Швеція — 2,5 тис. м3, Великобританія — 5, Франція — 3,5, Німеччина — 2,5, Європейська частина колишнього СРСР — 5,9 тис. м3).

У більшості регіонів України приток перевищує місцевий стік. Виняток складає Крим, де природного зовнішнього притоку нема, а також Львівська і Закарпатська області, де приток менший ніж місцевий стік.

Внутрішні регіональні відмінності характеризуються тим, що за міжнародною класифікацією лише Закарпатська область належить до середньо забезпечених місцевим стоком (619 тис. м3 на одну людину); низька вона в Чернігівській, Житомирській, Волинській та Івано-Франківській областях (2,0−2,6 тис. м3); в інших областях — дуже низька і надзвичайно низька (0,11−1,95 тис. м3 на одну людину).

У результаті інтенсивного використання людством водних ресурсів відбуваються значні кількісні й якісні зміни в гідросфері. Кількісні зміни полягають у тому, що в певних районах змінюється кількість води, придатної для господарських потреб, водний баланс, режим рік тощо. Якісні зміни зумовлені тим, що більшість озер і рік є не лише джерелом водопостачання, а й тими басейнами, куди скидаються промислові, сільськогосподарські й господарсько-побутові стоки. Це призвело до того, що нині на Землі вже практично не залишилося великих річкових систем з гідрологічним режимом і хімічним складом води, не спотвореним діяльністю людей.

Під забрудненням природних вод розуміють процес зміни складу і властивостей води у водному об'єкті, внаслідок надходження до нього забруднюючих речовин, зумовленого діяльністю людини, що призводить до погіршення якості води.

Джерел забруднення води багато, основними з них є:

· стічні води промислових підприємств;

· побутових стоках комунального господарства;

· стічні води сільського господарства;

· води шахт, нафтопромислів, рудників;

· відходи виробництв при видобутку різних корисних копалин;

· відходи деревини в деревообробній промисловості;

· скиди водного і залізничного транспорту тощо.

З усіх джерел забруднення води основне значення мають виробничі стічні води.

За фізичним станом забруднення розділяють: нерозчинні, колоїдні, розчинні.

За природою: мінеральні, органічні, бактеріальні, біологічні.

Мінеральні -- пісок, глинисті частинки, мін. солі, розчини кислот, лугів, та ін.

Органічні -- 1) рослини: залишки рослин (овочів, злаків, рослинне масло). 2) тваринні: фізіологічні виділення тварин і людини, залишки тканин тварин та ін.

Бактеріальне і біологічне забруднення — побутові стічні води і стоки деяких промислові підприємств (шкіряні заводи, фабрики первина обробка шерсті, хутряні виробництва, підприємства мікробіологічної промисловості).

Слід відзначити, що у воді біологічні забруднюючі агенти набувають особливого значення, випереджаючи за небезпекою навіть хімічні. Це трапляється тоді, коли вода стає життєвим середовищем для патогенних організмів. При чому повітряним шляхом (найчастіше мікро краплями слини чи води) передаються лічені хвороби, водним -- їх більшість. Через воду передаються такі бактеріальні хвороби як холера, тиф, бактеріальна дизентерія; вірусні інфекції: інфекційний гепатит, поліомієліт; а також дизентерія, викликана найпростішим -- дизентерійною амебою, та шистосоміаз, які викликають паразити.

Збільшення біологічного забруднення гідросфери внаслідок антропогенних впливів цілком можна віднести до «помсти» природи, до ефектів протидії надмірному втручанню надто великої кількості людей у довкілля.

Не буде перебільшенням стверджувати, що практично всі елементи і речовини, які використовує чи виготовляє людина, так чи інакше опиняються у гідросфері [1].

Через господарську діяльність людини триває інтенсивне забруднення підземних вод. Найбільш забруднені ділянки знаходяться переважно біля великих промислових та сільськогосподарських об'єктів, а також населених пунктів. Найбільші порушення -- в економічно розвинутих районах Дніпропетровської та Запорізької областей з високим рівнем розвитку промисловості, сільського господарства та великою густотою населення. Головними джерелами забруднення є накопичувачі промислових та побутових рідких і твердих відходів, мінералізовані шахтні та рудникові води, мінеральні добрива та отрутохімікати, накопичувачі відходів на тваринницьких комплексах і фермах.

У межах басейну Дніпра розташовано близько 1000 фільтруючих накопичувачів, 80% яких сконцентровано в південній частині басейну. Сумарний обсяг зібраних у них високомінералізованих вод досягає 1 км³, з них 77% припадає на Дніпропетровську область. З накопичувачів до підземних водоносних горизонтів переходять розчини солей, нафтопродукти, ароматичні речовини тощо. Так, надзвичайно складна екологічна ситуація склалася у районах міст Узина, із загальною площею забруднення нафтопродуктами близько 100 км³, Білої Церкви, де під загрозою існування опинився дендрологічний парк «Олександрія».

У гірничодобувних районах Дніпропетровської, Запорізької, Донецької та Полтавської областей до підземних горизонтів регулярно надходять високомінералізовані дренажні, рудникові та шахтні води. Так, загальна площа забруднення підземних вод у районі Кривбасу становить близько 300 км³.

Таким чином, у басейні Дніпра сформувалися великі осередки забруднених підземних вод, зокрема в районах:

— Дніпропетровська--Дніпродзержинська -- стічними водами об'єктів хімічної і металургійної промисловості;

— Новомосковська--Павлограда -- шахтними водами і відходами тваринницьких комплексів;

— Кривого Рога -- шахтними водами та стічними водами металургійних заводів;

— Житомира--Рівного -- стічними водами підприємств хімічної і легкої промисловості, а також господарсько-побутовими стічними водами.

Особливо інтенсивно забруднюються підземні води в районі Лисичансько-Рубіжанського промислового вузла. Потребують очищення шахтні, кар'єрні, рудникові і дренажні води.

Забруднення води може бути викликано багатьма причинами. Це можуть бути водовідводи стоків від підприємств, очисних споруд і т.д. Забруднюючі речовини також можуть потрапляти до річок шляхом змивання пестицидів з сільськогосподарських угідь, а також стоку автомобільних рідин та інших хімічних речовин з доріг, автостоянок та інших поверхонь. Проаналізувавши вище викладене можна виділити три основні причини забруднення води:

1) скидання в водойми неочищених або недостатньо очищених стічних вод промислових підприємств, комунальним і сільським господарствам;

2) залишки добрив та отрутохімікати, що змиваються талими та дощовими водами.

3) виробництво і широке застосування ПАР, особливо в складі миючих засобів обумовлює поступлення їх з стічними водами в багато водойм в тому числі в джерела господарсько-побутового забезпечення.

Основна небезпека — не безповоротність використання, а забруднення природних вод промисловими стоками.

Забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по-різному, у залежності від підходів, критеріїв і завдань. Так, звичайно виділяють механічне, хімічне, фізичне і біологічне забруднення.

Механічне забруднення — підвищення вмісту механічних домішок, властиве в основному поверхневим видам забруднень; хімічне забруднення — наявність у воді органічних і неорганічних речовин токсичної і нетоксично!" дії; бактеріальне і біологічне забруднення — наявність у воді різноманітних патогенних мікроорганізмів, грибів і дрібних водоростей; радіоактивне забруднення — присутність радіоактивних речовин у поверхневих чи підземних водах; теплове забруднення — випуск у водойми підігрітих вод підприємств, теплових і атомних ЕС.

Хімічне забруднення найбільш поширене. Воно створює зміну природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частки), так і органічної природи (нафта і нафтопродукти, органічні залишки, поверхнево активну речовину, пестициди).

Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш’яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюзі більш високоорганізованим організмам.

Найбільшими забруднювачами поверхневих і підземних вод є:

· хімічна промисловість,

· чорна металургія;

· кольорова металургія;

· коксохімія;

· важке, енергетичне і транспортне машинобудування;

· комунальне і сільське господарство.

Основними забруднювачами водних об'єктів, як і раніше, залишаються підприємства металургійної промисловості (56%) — Маріупольськi металургiйнi комбінати ім. Ілліча та «Азовсталь», Єнакiєвськi металургійний і коксохімічний заводи, Макіївський і Авдiївський коксохімічні заводи, підприємства вугільної промисловості, біологічні очисні споруди (майже по 20%) та ін.

До основних забруднюючих речовин належать нафтопродукти, феноли, азот амонійний та нітратний, важкі метали тощо.

Для переважної більшості підприємств промисловості та комунального господарства скид забруднюючих речовин істотно перевищує встановлений рівень гранично допустимого скиду (ГДС). Це призводить до забруднення водних об'єктів, порушення норм якості води.

Основними причинами забруднення поверхневих вод України є: скид неочищених та не досить очищених комунально-побутових і промислових стічних вод безпосередньо у водні об'єкти та через систему міської каналізації; надходження до водних об'єктів забруднюючих речовин у процесі поверхневого стоку води з забудованих територій та сільгоспугідь; ерозія ґрунтів на водозабірній площі.

Основною загрозою міжнародного характеру є забруднення річок транзитною водою. Прикладом цього є недавні забруднення транзитною водою українських ділянок річок Тиса та Сірет, куди потрапили важкі метали внаслідок низки аварій на золотодобувному підприємстві, розташованому в Румунії. Іншими чинниками виникнення міждержавних конфліктів, пов’язаних з річками міжнародного значення, є: відсутність узгодженого управління водними ресурсами; недостатня інформованість про водокористування у Білорусі, Російській Федерації та Румунії, звідки в Україну надходить 75% води; імовірне здійснення великих гідротехнічних проектів з непередбачуваними наслідками для режиму стоку, а також розподіл очікуваних при цьому економічних вигод і втрат; суперечності щодо шляхів запобігання стихійним або аварійним ситуаціям.

Як і раніше, високі рівні забруднення водних ресурсів мають мiсце в Горлiвсько-Єнакiївському, Донецько- Макіївському і Північному промислових районах.

Разом з Держуправлiнням спостереження за станом природних водних ресурсiв здiйснюють Сiверсько-Донецьке басейнове управління водних ресурсів (СДБУВР), гiдрометеорологiчний центр, органи санiтарно-епiдемiологічної служби, підприємства комунгоспу, ДПП «Укрпромводчормет», Мiненерго та iн.

Держуправління здійснює контроль за якістю стічних вод підприємств на 125 випусках, а також контролює якість води у поверхневих водних об'єктах у 162 контрольних створах. Органи Мінздраву здійснюють контроль за якістю води в 27 постійних створах водойм 1-ї категорії і в 218 створах водойм 2-ї категорії, а також в 17 створах Азовського моря. Гідрометцентр контролює якість води в 25 постійних створах. Сіверсько-Донецьке басейнове управління водних ресурсів здійснює спостереження за 101 контрольним створом.

Через скиди забруднених стічних вод промислових підприємств області, об'єктів каналізаційного господарства санітарно-епідеміологічний стан водних об'єктів залишається в цілому незадовільним. Це стосується, в першу чергу, річок Грузька в м. Макіївка, Булавін в м. Єнакіїво, Кальчик в м. Маріуполь, Кальміус в м. Донецьк та ін. У зв’язку з незадовільним станом каналізаційних об'єктів у 52 населених пунктах області винесені та діють постанови про заборону будівництва каналізаційних споруд.

З аналізу стану якості води у водних об'єктах та економічної ситуації, що склалася в області та в Україні, можна зробити висновок, що на найближче майбутнє якість води у водних об'єктах стабілізується і суттєвого погіршення не очікується [2].

2. МЕТОДИКА ЕКОЛОГІЧНОЇ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД СУШИ І ЕСТУАРІЇВ УКРАЇНИ

вода суша поверхневий забруднюючий

Екологічна класифікація якості поверхневих вод cyшi та естуарів України побудована за екосистемним принципом. Необхідна повнота i об'єктивність характеристики якості поверхневих вод досягається достатньо широким набором показників, які відображають особливості абіотичної i біотичної складових водних екосистем.

Система екологічної класифікації якості поверхневих вод суші та естуаріїв України включає три групи спеціалізованих класифікацій, а саме:

— група класифікацій за критеріями сольового складу;

— класифікація за трофо-сапробілогічними (еколого-санітарними) критеріями;

— група класифікацій за критеріями вмісту специфічних речовин токсичної та радіаційної дії, а також за рівнем токсичності.

Екологічна класифікація якості поверхневих вод суші та естуаріїв за трофо-сапробіологічними (еколого-санітарними) критеріями включає такі групи показників:

1) гідрофізичні - завислі речовини, прозорість;

2) гідрохімічні - концентрація іонів водню, азоту амонійного, азоту нітритного, азоту нітратного, фосфору фосфатів, розчиненого кисню, перманганатна та біхроматна окислюваність, біохімічне споживання кисню;

3) гідробіологічні - біомаса фітопланктону, індекс самоочищення -самозабруднення;

4) бактеріологічні - чисельність бактеріопланктону та сапрофітних бактерій;

5) біондикація сапробності - індекси сапробності за системами Пантле-Букка i Гуднайта-Уітлея.

Конкретні гідрофізичні, гідрохімічні, гідробіологічні та специфічні кількісні показники є елементарними ознаками якості вод. Комплексні кількісні ознаки, то побудовані на інтегруванні елементарних ознак якості вод, є узагальнюючими ознаками якості вод. На основі елементарних i узагальнюючих ознак визначаються класи, категорії та індекси якості вод, зони сапробності, ступені трофності.

Назви, дані класам i категоріям якості вод за ступенем їх чистоти (забрудненості), є такими:

— I клас з однією категорією — дуже чисті;

— II клас — чисті з двома категоріями: чисті i досить чисті;

— III клас — забруднені, з двома категоріями: слабко забруднені i помірно забруднені;

— IV клас з однією категорією — брудні;

— V клас з однією категорією — дуже брудні [3].

Порядок виконання екологічної оцінки якості вод і способи подання її результатів.

Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України повинна обов’язково включати всі три блоки показників: блок сольового складу, блок трофо-сапробіологічних (еколого-санітарних) показників, блок показників вмісту i біологічної дії специфічних речовин.

Процедура виконання грунтовної екологічної оцінки якості поверхневих вод складається з чотирьох послідовних етапів, а саме:

— етап групування i обробки вихідних даних;

— етап визначення класів i категорій якості води за окремими показниками;

— етап узагальнення оцінок якості води за окремими показниками (вираженими в класах i категоріях) по окремих блоках з визначенням інтегральних значень класів i категорий якості води;

— етап визначення об’еднаної оцінки якості води (з визначенням класів i категорій) для певного водного об’екта в цілому чи його окремих ділянок за певний період спостережень.

Середні значення блокових індексів можуть бути дробовими числами. Це дозволяє диференціювати оцінку якості води, зробити її більш точною i гнучкою. Для визначення субкатегорій якоті води відповідних середнім значенням блокових ідексів, треба весь діапазон десятинних значень номерів (поміж цілими числами) розбити на окремі частини i позначити їх таким чином:

Категорія якості води

Позначення відповідних екологічних індексів

1

1,0

2

1,0−2,0

3

2,0−3,0

4

3,0−4,0

5

4,0−5,0

6

5,0−6,0

7

6,0−7,0

Етап визначення об'єкта в цілому або для окремих його ділянок полягає в обчисленні інтегрального, або екологічного індексу (Iе). Використання екологічного індексу якості води доцільно в тих випадках, коли зручніше користуватися однозначною оцінкою: для планування водоохоронної діяльності, опрацювання водоохоронних заходів, здійснення екологічного i еколого-економічного районування, екологічного картографування тощо.

Значення екологічного індексу якості води визначається за формулою:

(2. 1)

де — індекс забруднення компонентами сольового складу;

— індекс трофо-сапробіологічних показників;

— індекс специфічних показників токсичної i радіаційної дії.

Екологічна оцінка є неодмінною умовою екологічного нормування якості поверхневих вод, його попереднім етапом. Тому при виконанш еколопчної оцінки треба передбачати зіставлення одержаних результатів із значениями еколопчних нормативів, встановленими для даного водного об'єкта. Це необхідно для анализу відповідності (чи невідповідності) якості вод значениям ycix тих показниюв, котрі встановлені у результаті еколопчного нормування якості вод для конкретного водного об'єкта.

Результати екологічної оцінки якості поверхневих вод суші та естуаріїв подаються у вигляді таблиць. Таблиці можуть складатися як для окремих пунктів спостережень, так i для водного об'єкта в цілому. В таблицях послідовно розміщують значення показників та відповідні їм класи i категорії якості води [4].

3. МЕТОДИЧНІ І ОРГАНІЗАЦІЙНІ ОСНОВИ РОЗРАХУНКУ ГРАНИЧНО ДОПУСТИМИХ СКИДІВ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН ТА РОЗРАХУНКУ КРАТНОСТІ ПОЧАТКОВОГО ТА ОСНОВНОГО

Величини ГДС визначаються для всіх категорій водокористувачів як добуток максимальної за годину витрати стічних вод qmах (м3/час) на припустиму концентрацію забруднюючої речовини Сгдс (г/м3). При розрахунку умов скидання стічних вод спочатку визначається значення Сгдс, яке забезпечує нормативну якість води у контрольних створах. ГДС визначається відповідно до формули:

ГДС = qmax Cгдс, (3. 1)

де qmах — максимальна витрата за годину, (м3/час);

Сгдс — гранична допустима концентрація забруднюючої речовини, (г/м3).

Розрахунок Сгдс ведуть у тому випадку, якщо виконується умова Сф< Сгдс. У випадку якщо Сф> Сгдс — Сгдс=Сгдс.

Основна розрахункова формула для визначення Сгдс без обліку неконсервативності речовини має вид:

Сгдс = n (Сгдс — Сф)+Сф, (3. 2)

де Сф — фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоці вище випуску стічних вод, г/м3;

Сгдк — гранично допустима концентрація забруднюючої речовини у воді водотоку, г/м3;

n — кратність загального розведення стічних вод у водотоці, дорівнюється добутку кратності початкового розведення nн на кратність основного розведення:

n=nпс· nо, (3. 3)

З урахуванням неконсервативності забруднюючої речовини розрахункова формула має вид:

, (3. 4)

де k — коефіцієнт неконсервативності, 1/добу;

е — експонента;

t — час добігання до контрольного створа, розташованого на відстані 500 м:

, (3. 5)

де Vр — швидкість потоку, м/с.

Початкове розведення стічних вод враховується для напірних зосереджених випусків і випусків, що розсіюють, у водоток при виконанні умов Vст?4Vр і при абсолютних швидкостях витікання струменя з випуску Vст > 2 м/с. :

, (3. 6)

де S — площа живого перетину потока:

, (3. 7)

де dт — діаметр оголовка труби:

, (3. 8)

де d — діаметр забруднення;

— відносний діаметр струменя:

, (3. 9)

де m=Vр/Vст — співвідношення швидкостей потоку і витікання струмея стічних вод.

Для зясування застосовуваності цієї формули в розглянутому випадку

m? 0,25.

Початкове розведення визначається залежністю [5]:

, (3. 10)

У випадку якщо величина d перевищує глибину річки, то спостерігається стиснення струмення стічних вод на початку розрахункової ділянки. Для цього випадку, використовуючи номограму мал. 3. 1, знаходимо поправочний коефіцієнт f (H/d). Тоді:

, (3. 11)

Рисунок 3.1 — Графік функції f (H/d).

Відстань від створу випуску до замикаючого створу зони початкового розведення () обчислюється по залежності:

, (3. 12)

Подальший розрахунок розведення ведеться, як уже говорилося, за кінцево-різницевою схемою. Перетин забрудненого струменя наприкінці зони початкового розведення схематизується як квадратне, а концентрація забрудюючих інгредієнтів по всьому цьому перетині приймається однакової і дорівнює. Відповідно до розміру перетину призначається розмір і число розрахункових кліток і виконується розрахунок по викладеній нижче методиці.

Кратність основного розведення визначається по формулі:

, (3. 13)

де Cmax — максимальна концентрація забруднюючої речовини на відстані 500 м від місця скидання, г/м3;

Cф — фонова концентрація забруднюючої речовини у водотоці, г/м3;

— концентрація речовини в замикаючому створі зони початкового розведення, г/м3.

Розрахунок кінцево-різницевої схеми ведеться по формулі:

(3. 14)

Рисунок 3.2 — Схема сітка до розрахунку турбулентної дифузії (плоска задача).

Обчислюється умовна площа поперечного перерізу S у місці впадання в ріку:

, (3. 15)

де r — радіус забрудненого струменя, м.

Потім визначають ширину забрудненого струменя потоку — b у початковому створі:

, (3. 16)

Відповідно до величини b призначається ширина розрахункової клітки Дz:

, (3. 17)

де В — ширина ріки, м.

Визначається кількість кліток по ширині забрудненого струменя потоку- nзабр:

. (3. 18)

Кількість кліток по ширині ріки визначається як. :

. (3. 19)

Далі розрахункова ділянка водотоку поділяється поперечними і подовжніми лініями, що відстоять одна від іншої відповідно на Дх и Дz. Размір Дх визначаються по формулі:

, (3. 20)

де D — коефіцієнт турбулентної дифузії, м2/с:

, (3. 21)

де g — прискорення вільного падіння, м/с2;

С — коефіцієнт Шезі (мЅ/с);

М — коефіцієнт, що залежить від С;

При 10 < С < 60, М = 0,7С + 6

С > 60, М = 48 = const.

Добуток МС має розмірність м/с2.

Кількість кліток по довжині розглянутої ділянки визначається по формулі:

, (3. 22)

При розрахунку турбулентної дифузії, розглянуту частину потоку поділяють на клітки зі сторонами Дх, Дz, одержуючи, таким чином, розрахункову сітку (мал. 4. 2). Клітки, що попадають у струмінь припливу стічних вод у початковому поперечнику, заповнюються числами, що виражають концентрацію Сст., інші клітки — числами, що виражають природну концентрацію забруднюючої речовини в річці (Сф, в окремому випадку це може бути нульова концентрація). Кратність основного розведення розраховують для однієї речовини. Результат розрахунку ГДС i Сгдс речовин повинні бути надані у вигляді табл. 3. 1

Таблиця 3.1 — Результати розрахунку ГДС і С гдс

N

п/п

Сполука стічних вод

Задані концентрації, г/м3

Результати розрахунку

Сфакт.

Сфон.

СГДК

ГДС, г/год

СГДС, г/м3

Затверджений гранично допустимий скид стічних вод надано у вигляді табл. 3.2.

Таблиця 3. 2- Затверджений гранично допустимий скид стічних вод

N

п/п

Склад стічних вод

Фактична концентрація, г/м3

Фактичний скид,

г/год

Допустима концентрація, г/м3

Затверджений скид,

г/год

Так, речовини за характером свого негативного впливу поділяються на групи, кожна з яких поєднує речовини однакової ознаки дії, ix називають ознакою шкідливості. Ті ж самі речовини при різних концентраціях можуть виявляти piзнi ознаки шкідливості. Ознака шкідливості, що виявляється при найменшій концентрації речовини, називають ознакою шкідливості, що лімітує (ЛОШ). У водних об'єктах комунально-по6утового і господарсько-питного водокористування розрізняють три ЛОШ — органолептичний, загально-санітарний і санітарно-токсикологічний. У водних об'єктах рибогосподарського водокористування, крім названих, виділяють ще два ЛОШ — токсикологічний i рибогосподарський.

При оцінці якості води враховується принцип адекватності - односпрямованої дії. Відповідно до цього принципу належність декількох речовин до тої самої ЛОШ виявляється в підсумовуванні їхнього негативного впливу. Тому для показників, що нормуються за однаковою лімітуючою ознакою шкідливості (ЛОШ) речовин у воді Сгдс вибирається так, щоб для кожної ЛОШ визначеної нормативними вимогами до якості води виконувалось співвідношення:

; (3. 23)

де — концентрація забруднюючої речовини j водного об'єкта в контрольному створі k;

ГДКi — гранично допустима концентрація речовини і;

L — кількість речовин з даною ЛОШ.

Сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ представляють у вигляді табл. 3.3. [3−6]

Таблиця 3.3 — Сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ

Лімітуюча ознака шкідливості

I. Токсикологічний

(сума відношень)

II. Санітарно-токсикологічний

(сума відношень)

III. Рибогосподарський

(сума відношень)

4. АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

4.1 Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші і естуаріїв України

Таблиця 4.1 — Екологічна характеристика якості води

Показник

Концентрація

Клас

Категорія

Індекс

1 Класифікація якості прісних вод по компонентах сольового складу

Загальна мінералізація,

мг/ дмі

680,0

ЙЙ

2

І1=3,6

Хлориди, мг/ дмі

273,5

6

Сульфати, мг/ дмі

88,5

ЙЙ

3

2 Класифікація якості вод за трофо-сапробіологічними показниками

Завислі речовини, мг/ дмі

5,98

ЙЙ

2

І2 =4

Азот амонійний, мг N/дм3

0,33

ЙЙЙ

4

Азот нітритний, мг N/дм3

0,074

6

Азот нітратний, мг N/дм3

34,4

7

Розчинний кисень, мг О2/дм3

8,62

Й

1

БСК5, мг О2/дм3

2,17

ЙЙЙ

4

Фосфати, мг Р/дм3

0,09

ЙЙЙ

4

3 Класифікація якості вод за показниками вмісту токсичних і радіоактивних речовин

Нафтопродукти, мкг/дмі

16

ЙЙ

2

І3=2

Узагальнений екологічний індекс дорівнює:

По компонентах сольового складу:

— води річки відносяться до 4 категорії, ЙЙЙ класу; за їх станом: клас -«задовільні», категорія -«задовільні»; за ступенем їх чистоти: клас -«забруднені», категорія -«слабко-забруднені».

За трофо-сапробіологічними показниками і середнім індексом:

— води річки відносяться до 4 категорії, ЙЙЙ класу; за їх станом: клас -«задовільні», категорія -«задовільні»; за ступенем їх чистоти: клас -«забруднені», категорія — «слабко-забруднені».

За специфічними показниками токсичної та радіаційної дії:

— води річки відносяться до 2 категорії, ЙЙ класу: за їх станом: клас -«добрі», категорія — «дуже добрі»; за ступенем їх чистоти: клас — «чисті», категорія — «чисті».

По узагальненому екологічному індексу води річки відносяться до категорії 4, класу ЙЙЙ: за їх станом: клас — «задовільні», категорія — «задовільні»; за ступенем їх чистоти: клас — «забруднені», категорія — «слабко-забруднені».

4. 2 Кратність розведення

Скидання зворотних вод здійснюється у водоток рибогосподарського значення вищої категорії, по трубопроводу. Випуск стічних вод — береговий.

На розрахунковій ділянці поперечні швидкості потоку відсутності. Русло ріки поростило очеретом.

Необхідно розрахувати ГДС забруднюючих речовин у водний об'єкт рибогосподарського значення вищої категорії. Визначити сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ [6].

Вихідні дані варіанту № 8

Таблиця 4.2 — Гідрологічна характеристика водяного об'єкта

Максимальна годинна, qмах, м3/с

68

Глибина ріки, Н, м

3,61

Ширина ріки, В, м

40

Швидкість плину ріки, Vср, м/с

1,6

Діаметр труби, dт, м

0,41

Швидкість по осі струменя? V, м/с

0,11

Коефіцієнт Шезі, С, м½/с

29,2

Таблиця 4.3 — Значення коефіцієнтів неконсервативності

№пп

Речовина

Значення k, 1/доба

1

БСК5

0,23

2

Азот амонійний

0,069

3

Нітріти

0,19

4

Нітрати

0,112

5

Нафтопродукти

0,044

Таблиця 4.4 — Концентрації забруднюючих речовин

№п/п

Забруднююча речовина

Задана концентрація речовини. мг/л

Фонова

ГДК

фактична

1

Зважені речовини

10,34

11,25

15,32

2

Загальна мініралізація

754,0

1000,0

2483,0

3

БСК5

2,70

3,0

6,72

4

Нітрити

0,095

0,08

0,31

5

Нітрати

7,24

40,0

7,86

6

Азот амонійний

0,48

0,5

0,036

7

Хлориди

136,6

300,0

145,0

8

Сульфати

179,0

100,0

95,0

9

Нафтопродукти

0,03

0,05

0,18

10

Розчинений кисень

7,89

6,0

5,83

11

Фосфати

0,06

0,10

0,023

Розрахункова частина

=·=3,66·1,14=4,1974,2

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,3 002

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,30 039

0,3 002

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,30 078

0,30 039

0,30 215

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,30 156

0,30 078

0,30 391

0,30 215

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,30 313

0,30 156

0,30 703

0,30 391

0,31 094

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,30 625

0,30 313

0,3 125

0,30 703

0,31 797

0,31 094

0,03

0,03

0,03

0,03

0,3 125

0,30 625

0,32 188

0,3 125

0,32 891

0,31 797

0,33 418

0,03

0,03

0,03

0,0325

0,3 125

0,3 375

0,32 188

0,34 531

0,32 891

0,35 039

0,33 418

0,03

0,03

0,035

0,0325

0,3 625

0,3 375

0,36 875

0,34 531

0,37 188

0,35 039

0,37 324

0,03

0,04

0,035

0,04

0,3 625

0,04

0,36 875

0,39 844

0,37 188

0,39 609

0,37 324

0,05

0,04

0,045

0,04

0,4 375

0,04

0,42 813

0,39 844

0,42 031

0,39 609

0,41 367

0,05

0,05

0,045

0,0475

0,4 375

0,45 625

0,42 813

0,44 219

0,42 031

0,43 125

0,41 914

0,05

0,05

0,05

0,0475

0,0475

0,45 625

0,45 625

0,44 218

0,44 218

0,44 218

0,43 669

Рисунок 4.1 — Схема-сітка вирішення плоскої задачі

1. Зважені речовини

Сгдс = n (Сгдс — Сф)+Сф=4,2(11,25−5,98)+10,34=14,162

ГДС = qmax Cгдс 60=6814,16 260=57600

2. Загальна мінералізація

Сгдс = n (Сгдс — Сф)+Сф=4,2(1000−754)+754=1787,2

ГДС= qmax CгдсЧ60=681 787,260=7 291 440

3. БСК5

ГДС = qmax CгдсЧ60=68Ч3,96Ч60=16 092

4. Нітрити

ГДС = qmax CгдсЧ60=68Ч0,08Ч60=324

5. Нітрати

ГДС = qmax Cгдс60=68 143,1560=582 336

6. Азот амонійний

ГДС = qmax Cгдс60=680,54 360=2206,8

7. Хлориди

Сгдс = n (Сгдс — Сф)+Сф=4,2 (300−136,6)+136,6=822,8

ГДС = qmax Cгдс60=68 822,860=3 347 460

8. Сульфати

Сгдс = Сгдк =100

ГДС = qmax Cгдс60=6 810 060=406800

9. Нафтопродукти

ГДС = qmax Cгдс60=680,11 260=453,6

10. Розчинений кисень

Сгдс = Сгдк=6,0

ГДС = qmax Cгдс60=686,060=24 408

11. Фосфати

Сгдс = n (Сгдс — Сф)+Сф=4,2(0,1−0,06)+0,06=0,228

ГДС = qmax Cгдс60=680,22 860=925,2

4.3 Затвердження гранично допустимого скиду забруднюючих речовин у водотік з урахуванням лімітуючої спроможності водного об'єкта

Таблиця 4.5 — Результати розрахунку ГДС і С гдс

N

п/п

Сполука стічних вод

Задані концентрації, г/м3

Результати розрахунку

Сфон.

СГДК

Сфакт

ГДС, г/год

СГДС, г/м3

1

Зважені речовини

10,34

11,25

15,32

57 600

14,162

2

Заг. мінералізація

754,0

1000,0

2483,0

7 291 440

1787,2

3

БСК5

2,70

3,0

6,72

16 092

3,96

4

Нітрити

0,095

0,08

0,31

324

0,08

5

Нітрати

7,24

40,0

7,86

582 336

143,15

6

Азот амонійний

0,48

0,5

0,036

2206,8

0,543

7

Хлориди

136,6

300,0

145,0

3 347 460

822,8

8

Сульфати

179,0

100,0

95,0

406 800

100

9

Нафтопродукти

0,03

0,05

0,18

453,6

0,112

10

Розчинений кисень

7,89

6,0

5,83

24 408

6,0

11

Фосфати

0,06

0,10

0,023

925,2

0,228

Таблиця 4. 6- Затверджений гранично допустимий скид стічних вод

N

п/п

Склад стічних вод

Фактична концентрація, г/м3

Фактичний скид,

г/год

Допустима концентрація, г/м3

Затверджений скид,

г/год

1

Зважені речовини

15,32

62 321,4

11,25

57 600

2

Загальна мініралізація

2483,0

10 100 844

1000,0

7 291 440

3

БСК5

6,72

27 336,96

3,0

16 092

4

Нітрити

0,31

1261,08

0,08

324

5

Нітрати

7,86

31 974,48

40,0

31 974,48

6

Азот амонійний

0,036

146,448

0,5

146,448

7

Хлориди

145,0

599 860

300,0

589 860

8

Сульфати

95,0

386 460

100,0

386 460

9

Нафтопродукти

0,18

732,24

0,05

453,6

10

Розчинений кисень

5,83

23 716,44

6,0

23 716,44

11

Фосфати

0,023

93,564

0,10

93,564

Таблиця 4.7 — Сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ

Лімітуюча ознака шкідливості

I. Токсикологічний

1 БПК5

2 Нітрити

3 Азот амонійний

(сума відношень)

2,24

3,875

0,072

6,187

0,9

1,1875

0,96

3,0475

II. Санітарно-токсикологічний

1 Зважені речовини

2 Загальна мінералізація

3 Нітрати

4 Хлориди

5 Сульфати

6 Фосфати

(сума відношень)

1,3647

2,483

0,1965

0,4833

0,95

0,23

5,7045

0,91 911

0,754

0,181

0,4533

1,79

0,6

4,69 741

III. Рибогосподарський

1 Нафтопродукти

(сума відношень)

3,6

3,6

0,6

0,6

4.4 Аналіз асимілюючої здатності водного об'єкта

Аналіз асимілюючої здатності потоку для речовин з однаковим ЛОШ показує, що для усіх груп речовин асимілююча здатність потоку вичерпана, тобто сума відносин фонових концентрацій до значень відповідних ГДК перевищує одиницю.

Отже, можливо відзначити — фоновий зміст забруднюючих речовин у водотоці високий.

Так, для речовин з токсикологічним ЛОШ відношення Сфон/Сгдк=3,0475 (тобто існує перевищення гранично допустимого для цієї суми значення рівного одиниці). Обумовлено це високим вмістом нітриту та азоту амонійного у воді.

Для речовин з санітарно-токсикологічним ЛОШ сумарне перевищення більше і складає Сфон/Сгдк=4,69 741. Для речовин рибогосподарського ЛОШ відношення значно менше ніж перші два Сфон/Сгдк=0,6.

Дослідження забруднюючих речовин в місці скидання показує, що для зворотних вод, що поступають у водоток, ознаки фактичних концентрацій речовин на скиданні по тих же групах ЛОШ перевищують їх фонові величини — по токсикологічним та рибогосподарському ЛОШ.

Так, для речовин з токсикологічним ЛОШ значення відношення Сфакт/Сгдк=6,187. Це пояснюється високим вмістом нітриту у водах, що скидаються. Для речовин з рибогосподарського ЛОШ відношення Сфакт/Сгдк=3,6 (за рахунок високого вмісту у водах нафтопродуктів, що відводяться). Для речовин з санітарно-токсикологічним ЛОШ не спостерігається погіршення якості води у водах, що скидаються.

Сумарні значення по всіх групах ЛОШ в місці скидання для затверджених концентрацій речовин, що лімітуються, кращі, ніж для їх фактичних величин і близькі до фонових.

Все це служить гарантією того, що скидання поворотних вод в канал не приведе до погіршення якості води в контрольному створі нижче за течією на 500 м.

ВИСНОВКИ

В даному курсовому проекті ми провели екологічну оцінку якості поверхневих вод суші та естуаріїв України по екологічному індексу забруднення води (ІЗВ), розрахували гранично допустимий скид забруднюючих речовин у водний об'єкт рибогосподарського значення вищої категорії. Визначили сумарне перевищення ГДК у контрольному і фоновому створах по групах ЛОШ, а також розрахували кратність початкового та основного розбавлення, концентрацію гранично допустимого скиду забруднюючих речовин у водоток.

По узагальненому екологічному індексу забруднення води річки відносяться до категорії 4, класу ЙЙЙ: за їх станом: клас — «задовільні», категорія — «задовільні»; за ступенем їх чистоти: клас — «забруднені», категорія — «слабко-забруднені».

Сумарні значення по всіх групах ЛОШ в місці скидання для затверджених концентрацій речовин, що лімітуються, кращі, ніж для їх фактичних величин і близькі до фонових.

Все це служить гарантією того, що скидання поворотних вод в канал не приведе до погіршення якості води в контрольному створі нижче за течією на 500 м.

ЛІТЕРАТУРА

1. Білявський Г. О., Падун М. М., Фундуй Р. С. Основи загальної екології, — К.: Либідь, 1993.

2. Водное право: Д. О. Сиваков -- Москва, Юстицинформ, 2007 г.- 264 с.

3. Методічні вказівки до практичного заняття «Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші» — Одеса, 2003.

4. Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями. В. Д. Романенко, В. М. Жулинський, О.П. Оксіюк, та ін., — К.: СИМВОЛ-Т, 1998. — 28 с.

5. Караушев А. В. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод — Л.: Гидрометеоиздат, 1987. — 286 с.

6. Інструкція про порядок розробки та затвердження гранично допустимих скидів (ГДС) речовин у водні об'єкти із зворотними водами. № 116 від 15 грудня, 1994.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой