Мониторинг загрязнения вод суши

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Экология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1. Современное состояние вопроса мониторинга загрязнения вод суши

1.1 Классификация и характеристика водных ресурсов

1.2 Классификация видов загрязнения водных объектов

1.3 Мониторинг загрязнения вод суши

1.4 Нормативные документы по воде

2. Материалы и методы исследования

3. Мониторинг состояния вод г. Нижнекамска и Нижнекамского муниципального района

3.1 Состояние, охрана и использование водных ресурсов в Нижнекамском районе и г. Нижнекамск

3.2 Аналитическое исследование отобранных проб методом спектрофотометрического анализа

3.3 Аналитическое исследование отобранных проб воды по органолептическим показателям

Заключение

Список используемой литературы

Введение

По материалам многих авторов (Ясовеев, 2013; Стреха, 2013; Савенок, 2004; Хандогина, 2011;). Сегодня во всем мире наибольшую опасность водам суши несет загрязнение. Под загрязнением подразумеваются всевозможные физические и химические отклонения от природного состава воды: частое и длительное ее помутнение, повышение температуры, гниющие органические вещества, нередко, присутствие в воде сероводорода и других ядовитых веществ. Ко всему этому прибавляются еще и сточные воды: хозяйственно-бытовые, пищевой промышленности, сельского хозяйства. Нередко сточные воды содержат нефтепродукты, цианиды, соли тяжелых металлов, хлор, щелочи, кислоты. Не следует забывать и о заражении вод гербицидами и радиоактивными веществами. Так же сегодня повсеместно воды загрязнены сбрасываемым отовсюду мусором. Кроме того сбросовые воды с полей попадают в водоемы неочищенными.

В результате роста промышленности сильно загрязняются водоемы и реки. Можно установить различные категории загрязнений, в зависимости от химической природы, вызывающей их. На предприятиях нефтехимической и химической промышленности вода используется как растворитель, при этом образуются, как правило, специфические сточные воды. На целлюлозно-бумажных и гидролизных заводах вода нужна в качестве рабочей среды. В этом же качестве она используется на предприятиях легкой и пищевой промышленности. Среди загрязняющих веществ от промышленных предприятий наиболее заметно загрязнение углеводородами. Производство и широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, обуславливает их поступление, вместе со сточными водами во многие водоемы. В том числе источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Неэффективность очистки воды от ПАВ является причиной их появления в питьевой воде водопроводов[2]. Поверхностно-активные вещества могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека.

Интенсивное использование земель в сельском хозяйстве усилило загрязнение водоемов смывами с полей вод, содержащих химические вещества, пестициды. Многие загрязняющие вещества могут попадать в водную среду из атмосферы вместе с осадками.

Химические вещества, сбрасываемые вместе со сточными водами, попадая в реки и озера, часто изменяют водную среду. Некоторые из загрязняющих веществ могут изменить окраску воды, ее прозрачность, температуру. Под действием таких веществ вода может приобрести гнилостный запах и вкус. Стать непригодной для деятельности человека и поддержания жизнедеятельности флоры и фауны[3].

Большой урон могут нанести не только химические вещества, но и органические. Попадая в водную среду они подвергаются действию микроорганизмов, в первую очередь аэробных бактерий. Если концентрация внесенных веществ ниже определенного, предельного уровня, то происходит восстановление природного режима рек. Но как только концентрация загрязняющих веществ становится слишком высокой, их распад приводит к полному исчезновению кислорода, что пагубным образом отражается на множестве обитающих на дне живых существ, в первую очередь — на рыбах. В результате распада органических веществ образуются разнообразные продукты, среди них целый ряд веществ, содержащих амины и вызывающие загнивание вод. Таким образом, сброс органических веществ в чрезмерно большом количестве приводит к тяжелым отравлениям природных вод.

В конечном счете от загрязнения природных вод страдает сам человек и его деятельность. Водоснабжение населенных пунктов целиком зависит от рек, а обработка вод с высоким содержанием органических и минеральных примесей становится все труднее и дороже. В силу этих обстоятельств, здоровье населения подвергается серьезному риску. Последствия нахождения в воде некоторых веществ, полное удаление которых не может обеспечить ни одна система очистки сточных вод, могут с течением времени сказаться на человеке. Загрязнение пресных вод является серьезно проблемой человечества. Например, озеро Байкал, является самым крупным пресноводным озером мира, в нем воды в 93 раза больше, чем в Азовском море. Байкал — уникальное явление на планете. В нем обитает 50 видов рыб, многие из которых имеют большое промысловое значение. А взять лесной фонд бассейна — около 20 млн. га ценнейшего растительного сообщества[6].

В борьбе со всеми эти загрязнениями может помочь экологический мониторинг. Экологический мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием техногенной деятельности. Цель экологического мониторинга — информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью. На сегодняшний день актуальной проблемой является загрязнение водных объектов, поэтому я решила более подробно изучить эту проблему.

Целью этой работы является исследование мониторинга загрязнения вод суши.

В соответствии с целью данной работы поставлены следующие задачи:

— изучение классификации и характеристик водных ресурсов;

— анализ видов загрязнения водных ресурсов;

— мониторинг загрязнения вод суши;

— анализ отобранных проб.

1. Современное состояние вопроса мониторинга загрязнения вод суши

1.1 Классификация и характеристика водных ресурсов

Водные ресурсы — водные запасы, используемые как источник водоснабжения для производственных и бытовых нужд, гидроэнергии, а также как транспортные магистрали и т. д.

Вода ничем не заменима, не знает административных границ, находится в постоянном движении в атмосфере, литосфере, биосфере. Ее количество и качество непрерывно меняется от сезона к сезону и от года к году[ 1].

Водные ресурсы имеют исключительно важное хозяйственное значение. Они считаются неисчерпаемыми, но в своем размещении они испытывают прямое и косвенное воздействие других компонентов природного комплекса, вследствие этого они отличаются большой изменчивостью неравномерностью распределения[2].

Для водных ресурсов характерна сильная изменчивость режима во времени, начиная от суточных кончая вековыми колебаниями водообильности каждого источника. Сложное взаимодействие множества факторов придает колебаниям стока характер случайного процесса. Поэтому расчеты, относящиеся к водным ресурсам, неизбежно принимают вероятностный, статистический характер[1].

Водные ресурсы отличаются большой сложностью территориальных форм. Многие особенности водных ресурсов вытекают из своеобразия способов их использования. За редкими исключениями, вода не используется непосредственно для создания каких-либо материалов с преобразованием в другое вещество и безвозвратным изъятием из природного круговорота. Наоборот, в ходе использования водные ресурсы либо остаются в природных каналах стока (водный транспорт, гидроэнергетика, рыбное хозяйство и т. д.), либо возвращаются в круговорот воды (орошение, все виды хозяйственного и бытового водоснабжения). Поэтому принципиально использование водных ресурсов не ведет к их истощению[3].

В зависимости от состава воды возможно ее потребление населением и в деятельности организаций. В целях потребления воды по различным направлениям в зависимости от применяемых технологий и повторного использования ГОСТ 25 151–82 определяет следующие виды воды (таблица1).

Таблица 1 Классификация воды по видам в соответствии с ГОСТ 25 151–82

Классификация

Характеристика воды

1. Исходная вода

Вода, поступающая из водного объекта

2. Питьевая вода

Вода, по своему качеству отвечающая требованиям, установленным для хозяйственных питьевых целей

3. Производственная вода

Вода, используемая в производственном водоснабжении

4. Прямоточная вода

Вода, однократно используемая в технологическом процессе и для охлаждения продукции и оборудования

5. Последовательно используемая вода

Вода, используемая последовательно в технологическом процессе, а также для охлаждения продукции и оборудования

6. Оборотная вода

Вода многократного использования в технологическом и вспомогательном процессах, а также для охлаждения продукции и оборудования и после очистки и охлаждения снова подаваемая для тех же целей

7. Подпиточная вода

Вода, добавляемая в систему оборотного водоснабжения для восполнения потерь, связанных с продувкой, утечкой, уносом и испарением воды, а также с переходом ее в продукцию и отходы

8. Условно чистые сточные воды

Сточные воды, качество которых позволяет использовать их в производственных системах водоснабжения без дополнительной очистки

9. Очищенные сточные воды

Сточные воды, обработанные с целью разрушения или удаления загрязняющих веществ

10. Повторно используемые сточные воды

Сточные воды, используемые в производственном водоснабжении после соответствующей очистки

Данные таблицы показывают, что государство управляет потреблением воды и следит за ее составом, требуя соблюдения соответствующих требований по использованию[2].

Классификация подземных вод по целям водопользования согласно ГОСТ 17.1.1. 04−80 представлена в таблица 2.

Таблица 2 Классификация подземных вод по целям водопользования согласно ГОСТ 17.1.1. 04−80

Виды воды

Состав воды

Питьевая

Вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения

Техническая

Вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве

Теплоэнергетическая

Термальная вода, теплоэнергетические ресурсы которой могут быть использованы в любой отрасли народного хозяйства

Промышленная

Вода, компонентный состав и ресурсы которой достаточны для извлечения этих компонентов в промышленных масштабах

Минеральная

Вода, компонентный состав которой отвечает требованиям лечебных целей

Данные таблицы показывают возможности потребления подземных вод по направлениям, что возможно только при условии ее добычи и соответствия требованиям[3].

В свою очередь питьевая вода классифицируется по следующим направлениям в зависимости от мест залегания и состава минералов:

-- водопроводная вода;

-- дистиллированная;

-- вода из несертифицированных источников;

Вода из несертифицированных источников подразделяется:

— дождевая вода;

— колодезная или родниковая;

— талая;

-- минеральная;

Минеральная вода классифицируется:

— природная;

— искусственная;

— лечебно-столовая.

Для хозяйственно-питьевого водоснабжения вода должна соответствовать ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая», то есть должна быть прозрачной, не иметь запахов, дурных привкусов и не должна содержать болезнетворных бактерий. Вода в качестве основного или вспомогательного сырья используется в подавляющем большинстве в пищевой промышленности. Практически все пищевые производства связаны с потреблением воды из конкретного источника. Основные возникающие при этом проблемы связаны с тем, что исходная вода не имеет необходимого качества и требует дополнительной очистки. В ряде производств, связанных с изготовлением бутылированной воды, детского питания, пива и ликероводочной продукции, требуется специальная подготовка воды, связанная не только с её очисткой, но и с дозированием отдельных микро- и макроэлементов. Расходы по подготовке воды для использования в пищевой промышленности входят в состав стоимости воды. Однако, одинаковых источников воды практически не бывает, поэтому система водоподготовки в каждом конкретном случае должна создаваться в зависимости от условий водозабора. А учет расходов по подготовке воды для производства продукции осуществляется по отдельно взятому водному объекту[4].

Как было отмечено ранее, государство целенаправленно предъявляет требования к составу воды, чтобы осуществить ее потребление населением с целью экологической безопасности и снижения рисков при водопользовании предприятиями энергетики, транспорта и промышленности. Классификация водных ресурсов по целям водопользования представлена в таблице 3.

Приведенная классификация воды, ее водопотребление необходимы для организации бухгалтерского учета на конкретных предприятиях и системы государственного регулирования водных ресурсов[4].

1.2 Классификация видов загрязнения водных ресурсов

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб экосистеме, здоровью и безопасности населения.

Таблица 3 Классификация водных ресурсов по целям водопользования

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов[5].

Типы загрязнителей вод

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

1) механическое — повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое — наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия, не свойственных для данной экосистемы;

2) бактериальное и биологическое — наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивное — присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

3) тепловое — выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС[5].

Установлено, что более 400 видов веществ, могут вызывать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: — санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной[6].

Таблица 4 Главные загрязнители воды

Химические загрязнители

Биологические загрязнители

Физические загрязнители

Кислоты

Оксиды

Щелочи, гидроксиды

Соли

Нефть, нефтепродукты

Пестициды

Диоксины

Тяжелые металлы

Фенолы

Аммонийный и нитритный азот

Синтетические

Поверхностно-активные вещества (СПАВ)

Вирусы

Бактерии

Другие болезнетворные организмы

Водоросли

Лигнины

Дрожжевые и плесневые

Грибки

Радиоактивные элементы

Взвешенные твердые частицы

Тепло

Органолептические загрязнители

Песок

Ил

Глина

Различают химические, биологические и физические загрязнители. К наиболее распространенным химическим загрязнителям относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды, тяжелые металлы, диоксиды и др. Очень опасны биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы. Не менее вредны и физические загрязнители — радиоактивные вещества, тепло, шум и т. д. Главные загрязнители воды приведены в таблице 4.

Наиболее распространенными являются химическое и бактериальное загрязнения, значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение[7].

1.3 Мониторинг загрязнения вод суши

14 марта 1997 года правительство РФ утвердило «Положение о введении государственного мониторинга водных объектов». Государственный мониторинг водных объектов ведётся Министерством природных ресурсов, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (по поверхностным водным объектам) и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды. Государственный мониторинг включает:

— регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод;

— сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений;

— создание и ведение банков данных;

— оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных показателей поверхностных и подземных вод[7].

Государственный мониторинг водных объектов является составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной среды и состоит из:

1. мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей;

2. мониторинга подземных водных объектов;

3. мониторинг водохозяйственных систем и сооружений.

Порядок размещения и число пунктов наблюдения, а также перечень наблюдаемых показателей и загрязняющих веществ, сроки проведения наблюдений в первую очередь определяются уровнем развития промышленности и сельского хозяйства на контролируемой территории[8].

Загрязнение воды — это понижение качества воды в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам[8].

Ухудшение качества и загрязнение воды связаны с попаданием в реки, другие поверхностные водоемы и подземные воды загрязняющих веществ — продуктов деятельности человека. Этот вид истощения пресных вод наиболее опасен и становится все более угрожающим для здоровья людей и состояния жизни на Земле. Его крайнее проявление — катастрофическое загрязнение вод.

Загрязнение воды связано не только с присутствием в ней токсичных или дурнопахнущих веществ, но и с изменением ряда других физико-химических показателей, таких, как содержание взвешенных веществ, минеральный состав, растворенный кислород, температура, pН и другие[8].

Для определения степени загрязнения воды, предназначенной для питьевых целей, используется количественный показатель — предельно допустимые концентрации (ПДК).

Источники загрязнения воды:

1) Несчастные случи, намеренные сбросы отходов, проливов и утечек.

2) Фермерские хозяйства. Ежегодно вносят в почву 2,5 млн. тонн азота, фосфора и калия, и часть этих удобрений попадает в пресную воду. Некоторые из них — стойкие органические соединения, проникающие в пищевые цепи и вызывающие экологические проблемы.

3) Стоки, сбрасываемые рыбоводческими хозяйствами, ввиду широкого применения ими фармацевтических средств борьбы с болезнями рыб.

4) Загрязнённые скважины городов вследствие неправильной эксплуатации.

5) Лесные хозяйства и открытый дренаж -- источники большого количества веществ, попадающих в пресную воду, в первую очередь железа, алюминия и кадмия. С ростом деревьев кислотность лесной почвы увеличивается, и проливные дожди образуют очень кислые стоки, губительные для живой природы.

Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей: грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и двуокись азота). Все они -- продукты промышленной или сельскохозяйственной деятельности. Когда в дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты -- серная и азотная[9].

Всё большую актуальность приобретает загрязнение подземных вод. С помощью современных технологий человек всё интенсивнее использует подземные воды, истощая и загрязняя их. Вокруг городов бурно развивается частное строительство жилья и мелких предприятий, с автономным водоснабжением.

При отборе загрязненной воды обычно в первую очередь определяют: запах (интенсивность, характер), мутность, кислотность (PH). Эти показатели можно определить по таблицам (5,6,7).

В таблице 5 представлена интенсивность запаха воды от отсутствия запаха до очень сильного.

Характер запаха воды отражен в таблице 6. Характер запаха может быть: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный.

Таблица 5 Интенсивность запаха воды

Интенсивность запаха

Запах

1. Нет запаха

Не ощущается

2. Очень слабый

Не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании

3. Слабый

Замечается потребителем, если обратить на него внимание

4. Заметный

Легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде

5. Отчетливый

Обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

6. Очень сильный

Настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

Таблица 6 Характер запаха воды

Обозначение запаха

Характер запаха

Примерный род запаха

А

Ароматический

Огуречный, цветочный

Б

Болотный

Илистый, тинистый

Г

Гнилостный

Фекальный, сточный

Д

Древесный

Запах морской щепы, древесной коры

З

Землистый

Прелый, запах свежевспаханной земли, глинистый

П

Плесневелый

Затхлый, застойный

Р

Рыбный

Запах рыбьего жира, рыбы

С

Сероводородный

Запах тухлых яиц

Т

Травянистый

Запах скошенной травы, сена

Н

Неопределенный

Запахи естественного происхождения, не подходящие под предыдущие определения

Таблица 7 Кислотность веществ

Кислотность (pH)

Среда

1

Самая кислая

2

3

4

Сильно кислая

5

Кислая

6

Слабокислая

7

Нейтральная

8

Слабощелочная

9

Щелочная

10

Сильнощелочная

11

Самая щелочная

12

13

14

Следует отметить, что традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток — они неоперативны и, кроме того, характеризует состав загрязнений объектов природной среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время. Более действенным является контроль за качеством воды, осуществляемый с помощью автоматических приборов. Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения. Автоматизированная станция может измерять и контролировать показатели качества воды (степень кислотности или щёлочности, электропроводимость, температуру, мутность, содержание растворённого кислорода), уровень воды, а также наличие взвешенных веществ и ионов некоторых металлов. Сравнение анализа водных проб, забранных несколькими станциями, расположенными по течению реки, даёт возможность выявить непосредственного виновника загрязнения[9].

Для определения степени загрязнения воды, предназначенной для питьевых целей, используются количественный показатель — предельно допустимые концентрации (ПДК). Под ПДК понимается максимальное количество вредного вещества в еденице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких — либо болезненных изменений в организме и неблагоприятных наследственных изменений у потомства. ПДК устанавливается законодательно для каждого вредного вещества. Особенно строгие требования предъявляются к воде, предназначенной для питьевых целей.

Требования к качеству питьевых вод содержаться в следующих нормативных документах — Государственных стандартах (ГОСТ), санитарных правилах и нормах (СанПиН):

· ГОСТ 2761– — 84 «Источники централизованного хозяйственно — питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора»;

· ГОСТ 2874– — 82 «Колититр кишечной палочки» допускается не более 100 микробов;

· ГОСТ 17 403– — 72 «Установление предельно допустимой концентрации с точки зрения ее опасности или безопасности для здоровья людей»

· СанПиН 2.1.4. 1074 — 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»;

· СанПиН 2.1.4. 1116 — 02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества»;

· СанПиН 2.1.4. 1110 — 02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».

Рекомендуемые предельно допустимые концентрации компонентов в питьевых водах согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) приведены в (таблице 8)[9].

Таблица 8 ПДК компонентов питьевой воде согласно СанПиН

Показатель

Ед. изм.

СанПиН 2.1.4. 1074 — 01

ВОЗ, 1994

Общая минерализация (сухой остаток)

Мг/л

1000

1000

Кислотность

pH

6 — 9

-

Общая жесткость

Мг — экв. /л

7,0

-

Хлориды (Cl)

Мг/л

350

250

Сульфаты (SO42-)

-«-

500

250

Натрий

-«-

200

200

Нитраты (NO3-)

-«-

45

50

Нитриты (NO2-)

-«-

3. 0

3

Аммоний (по азоту)

-«-

2,0

1,5

Алюминий (Al 3+)

-«-

0,5

0,2

Бериллий (Be2+)

-«-

0. 0002

-

Барий (Ba2+)

-«-

0,5

0,3

Бор (B, суммарно)

-«-

0,3

0,3

Железо (Fe, суммарно)

-«-

0,001

0,003

Кадмий (Cd, суммарно)

-«-

0,1

0,5

Марганец (Mn, суммарно)

-«-

1,0

0,5

Медь (Cu, суммарно)

-«-

0,25

0,07

Молибден (Мо, суммарно)

-«-

0,05

0,01

Мышьяк (As, суммарно)

-«-

0,1

0,02

Никель (Ni, суммарно)

-«-

0,0005

0,001

Ртуть (Hg, суммарно)

-«-

0,03

0,01

Свинец (Pb, суммарно)

-«-

0,01

0,01

Селен (Se, суммарно)

-«-

0,05

-

Серебро

-«-

7,0

-

Стронций (Sr2+)

-«-

0,05

0,005

Сурьма

-«-

-

1,5

Фтор

-«-

0,05

0,05

Хром (Cr3+)

-«-

5,0

3,0

Цинк (Zn2+)

-«-

0,1

-

Нефтепродукты (суммарно)

-«-

0,5

-

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионактивные

-«-

-

Фенольный индекс

-«-

0. 25

-

1.4 Нормативные документы по воде

Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды согласно СанПиН 2.1.4. 1074−01.

1. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

2. Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

3. Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям, представленным в таблице 9.

Таблица 9 Нормативы по микробиологическим и паразитологическим показателям

Показатели

Единицы измерения

Нормативы

Термотолерантные колиформные бактерии

Число бактерии в 100 мл (1)

Отсутствие

Общие колиформные бактерии

Число бактерии в 100 мл (1)

Отсутствие

Общее микробное число (2)

Число образующих колонии бактерии в 1 мл

Не более 50

Споры сульфитредуцирующих колостридий (4)

Число спор в 20 мл

Отсутствие

Колифаги (3)

Число бляшкообразующих единиц в 100 мл

Отсутствие

Цисты лямби (3)

Число цист в 50 мл

Отсутствие

Примечание:

1) При определении проводится трехкратное исследование по 100 млотобранной пробы воды.

2) Превышение норматива не допускается в 95% проб, отбираемых в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 месяцев, при количестве исследуемых проб не менее 100 за год.

3) Определение проводится только в системах водоснабжения из поверхностных источников перед подачей воды в распределительную сеть.

4) Определение проводится при оценке эффективности технологии обработки воды[10].

2. Материалы и методы исследования

Методологической основой исследования в данной курсовой работе послужил спектрофотометрический анализ воды. В ходе исследования использовались такие методы и приемы как наблюдение, эксперимент, анализ воды, оценка

Материалами служат: водопроводная вода; водопроводная вода, пропущенная через фильтр; дистиллированная вода; вода из (домашней) скважины сельского поселения «Ташлык»; вода из (домашней) скважины сельского поселения, пропущенная через фильтр; вода из установленной колонки сельского поселения «Ташлык»;

Вода была отобрана из установленной колонки сельского поселения Ташлык Нижнекамского муниципального района, глубина которой составляет 50−100 м, артезианская вода.

Домашнюю скважину бурили глубиной 30 м, вода вышла при 20 м.

Водопроводная вода была взята из-под крана г. Нижнекамск.

Дистиллированная вода из лаборатории ИЭУП г. Казань (НФ)

Основные источники информации по теме курсовой работы — это, прежде всего, информация из Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан и из Министерства образования Российской Федерации М. А. Пашкевич, В. Ф. Шуйский «Экологический мониторинг «2002 г. Далее информация была взята из различных учебных пособий и с различных сайтов: «Природопользование»: Учеб. пособие / Ю. В. Шувалов, А. Л. Губенко, Е. И. Домпальм, А. Н. Маковский, М. А. Пашкевич, Ю. П. Сорокин, В. Ф. Шуйский; Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб., 2000; «Охрана окружающей среды»: Учеб. пособие / А. Д. Потапов;г. Москва., 2000 г,, и т. д., содержание которых анализировалось и частично использовалось при написании основной теоретической части работы.

3. Мониторинг состояния вод г. Нижнекамска и Нижнекамского муниципального района

3.1 Состояние, охрана и использование водных ресурсов в Нижнекамском районе и г. Нижнекамск

По данным аналитического контроля за последние пять лет, качественный состав вод рек, расположенных в Нижнекамском районе, остается более или менее стабильным. Наиболее загрязненными являются рр. Тунгуча, Зай, на качество вод, которых оказывает влияние промзона г. Нижнекамска.

В 2004 г. отмечались максимальные превышения содержания в водах рек района следующих показателей: марганца — свыше 20 ПДКр. х. (рр. Тунгуча, Зай, старица р. Кама ниже выпуска сточных вод ОАО «Нижнекамскнефтехим» после буферных прудов-отстойников и шламонакопителей БОС), фенолам — свыше 20 ПДКр. х. (р. Тунгуча ниже выпуска сточных вод ОАО «Нижнекамскнефтехим» после буферных прудов-отстойников), нефтепродуктов — свыше 10 ПДКр. х. (р. Тунгуча в районе закрытого полигона промышленных отходов ОАО «Нижнекамскнефтехим»).

Некоторое ухудшение гидрохимического состояния р. Кама в створе технического водозабора ОАО «Нижнекамскнефтехим» и ниже промышленного узла г. Нижнекамск объясняется как влиянием выше расположенных выпусков сточных вод гг. Набережные Челны и Елабуга, так и превышением установленных нормативов качества отводимых сточных вод после биологических очистных сооружений (БОС) ОАО «Нижнекамскнефтехим» (по метанолу, нитритам, формальдегиду) в связи с вводом в эксплуатацию в 2004 г. новых производств (галобутилкаучука и полистирола), а также остановкой части мощностей локальных БОС для ремонта[11].

Водоснабжение

Качество питьевой воды, подаваемой населению г. Нижнекамска не отвечает требованиям СанПиН 2.2. ½.1.1. 1031−01 по многим показателям: цветности, жесткости, нитратам, железу, остаточному хлору, окисляемости перманганатной и др. По данным ЦГСЭН в г. Нижнекамске в 2004 г. 50,8% отобранных проб признаны неудовлетворительными по санитарно-химическим показателям и 6,9% - по микробиологическим показателям. В Нижнекамском районе 56,3% проб признаны неудовлетворительными по санитарно-химическим показателям и 17,2% - по микробиологическим показателям.

Вода для обеспечения населения г. Нижнекамск подаётся из р. Кама через водозабор «Белоус» г. Набережные Челны и технический водозабор ОАО «Нижнекамснефтехим» по сетям ГУП «Водоснабжение, канализация и энергохозяйство» г. Нижнекамск (предприятием в 2004 г. передано 22,808 млн. м3 воды на водоснабжение города), а также через собственный водозабор на р. Кама ООО «Комсервис-Водоканал» для водоснабжения п. Камские Поляны (передано 1,94 млн. м3 воды). Всего в 2004 г. отпущено населению Нижнекамского района 24,748 млн. м3 воды. В связи с тем, что воды питьевого качества, подаваемой через водозабор «Белоус» недостаточно, пополнение системы питьевого водоснабжения производится также из сетей технического водозабора ОАО «Нижнекамскнефтехим» на р. Кама в объеме 5,9 млн. м3[12].

В 2004 г. использование технической воды в системе питьевого водоснабжения г. Нижнекамск составило 25,8%. Для обеспечения населения г. Нижнекамска качественной питьевой водой с 1999 г. ведётся строительство станции очистки воды на 125 м3/сут., которое планируется завершить в 2005 г[12].

Водопотребление и водоотведение

В 2004 г. предприятиями Нижнекамского района забрано 75,099 млн. м3, в т. ч. из поверхностных источников — 74,090 млн. м3 (из них 96,5% приходится на ОАО «Нижнекамскнефтехим»). Использовано 100,158 млн. м3 воды, из них 66,5% - на производственные и 32,7% - хозяйственно-питьевые нужды.

В 2004 г. расход воды в системах оборотного и повторного водоснабжения составил 1945,019 млн. м3, в т. ч. 68,6% - приходится на ОАО «Нижнекамскнефтехим», 18,4% - Нижнекамская ТЭЦ-1, 6,9% - Нижнекамская ТЭЦ-2, 3,9% - ОАО «Нижнекамскшина». Из них только на ОАО «Нижнекамскшина» полностью используются свои промышленно-ливневые сточные воды в системе собственного производственного водоснабжения, процент оборота воды на предприятии составляет 99,7%. На ОАО «Нижнекамскшина» в 2004 г. значительно (на 4 млн. м3) увеличено использование воды в системе водооборота за счет ввода в эксплуатацию в 2003 г. второй станции доочистки сточных вод[13].

Наибольший объем сбрасываемых сточных вод приходится на нефтехимический комплекс: 97,2% сточных вод поступает после БОС ОАО «Нижнекамскнефтехим» (выпуска — в рр. Кама, Тунгуча) и относятся к категории недостаточно очищенные. Некоторое улучшение качественного состава сточных вод, отводимых в р. Тунгуча после буферных прудов-отстойников (нефтепродукты, метанол, фенолы, формальдегид, ХПК) объясняется передачей части сточных вод на БОС, а также капитальным ремонтом внутренних сетей канализации, что предотвращает переток химзагрязненных стоков в систему промливневой канализации[14].

Из-за заиливания пруда-отстойника происходит увеличение содержания взвешенных веществ в уже очищенных сточных водах при сбросе их в р. Кама через «Стрелочный Лог», что указывает на необходимость проведения работ по его очистке. Вопрос очистки пруда не решается в связи с недостатком финансирования. ОАО «Нижнекамскнефтехим» осуществляет сброс сточных вод в водные объекты без разрешения с августа 2004 г.

Загрязненные хозяйственно-бытовые сточные воды филиала «Рассвет» (д. Благодатное) ООО «Нефтехимагропром» без очистки сбрасываются в р. Кичуй из-за отсутствия очистных сооружений.

Помимо ОАО «Нижнекамскнефтехим» недостаточно очищенные сточные воды сбрасывают следующие предприятия: ООО «Комсервис-водоканал» (в р. Шешма), ООО «Нижнекамское ЖКХ» (БОС н. п. Шереметьево — выпуск в р. Уратьма, БОС н. п. Шингальчи — выпуск в р. Кашаево), ООО «Нефтехимагропром» филиал «Дружба» (в р. Уратьма), ООО «Нижнекамская нефтебаза» (в р. Кама)[14].

3.2 Аналитическое исследование отобранных проб методом спектрофотометрического анализа

Для этой курсовой работы я решила отобрать пробы воды на территории Нижнекамского района и г. Нижнекамска.

Пробы воды брались из-под крана квартиры в городе, вода из домашней скважины сельского поселения Ташлык, вода из установленной колонки сельского поселения Ташлык, дистиллированная вода из лаборатории.

Считается, что скважина — это один из самых чистых источников водозабора. Однако качество воды, добытой из самых недр земли, может существенно различаться, в зависимости от глубины расположения водоносного горизонта. В этой статье мы разберем главные отличительные черты исследований качества скважинной воды в зависимости от глубины залегания, также дадим список адресов, где делают анализ воды из скважины на предмет питья и использования в технических целях и узнаем какие анализы покажут что воду из скважины можно пить.

По убеждению сотрудников эпидемиологических служб, даже вода из артезианской скважины (глубиной свыше 100 метров) не может считаться пригодной для употребления из-за повышенного содержания железа и сероводорода. Еще более удручающие результаты показываются при анализе воды из скважины до 30 метров. Причина тому — увеличение концентрации загрязнителей с приближением водоносного горизонта к поверхности земли.

Особенность анализа воды из скважины в зависимости от водоносного слоя. Виды водоносного слоя указаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Водоносные слои

Качество поверхностной воды

Подпочвенные воды (первый водоносный горизонт) — основной источник питания для колодцев глубиной до 20 метров. Верхний водоносный горизонт является наиболее уязвимым для различных загрязнителей. Чаще всего анализ подпочвенной воды подтверждает высокую концентрацию химических соединений (пестициды, удобрения, соли тяжелых металлов, ПАВ, нитраты и нитриты).

1) Подпочвенная вода мутная из-за высокого содержания взвешенных частиц. Кроме того, как правило, водозаборный колодец проходит через слой глинистых и песчаных почв. Именно поэтому поверхностная вода насыщена органическими веществами, частицами ила и песка.

До 30 метров (второй водоносный горизонт)

2) Скважина глубиной до 30 метров проходит через аллювиальный слой. Частицы грунта, расположенного в поймах рек, могут переноситься с подземными водами на большие расстояния.

3) Высокая концентрация хлоридов, сульфатов железа, азотистых соединений — главные отличительные черты водоносного слоя, глубиной 20−30 метров.

30−70 метров (третий водоносный горизонт)

4) С увеличением глубины расположения водозаборного слоя снижается температура воды и увеличивается давление углекислого газа. Именно в таких условиях может существовать один из самых редких загрязнителей — угольная кислота. На воздухе подобное соединение легко распадается на обычную воду и углекислый газ, поэтому не является опасным для здоровья человека. Однако именно карбонаты и гидрокарбонаты являются главной причиной увеличения концентрации солей кальция и магния (солей жесткости).

Как правило, вода скважины глубиной 30−70 метров характеризуется повышенной минерализацией и окисляемостью.

Анализ воды из скважины глубиной до 30−70 метров нередко доказывает наличие ферросоединений, поскольку минимальное количество кислорода обуславливает низкую окисляемость двухвалентного железа.

Спектрофотометрия -- физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200--400 нм), видимой (400--760 нм) и инфракрасной (> 760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии, -- зависимость интенсивности поглощения (как правило измеряется оптическая плотность — логарифм светопропускания т.к. она зависит линейно от концентрации вещества) падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах[15].

Спектрофотометрический метод анализа основан на спектрально-избирательном поглощении монохроматического потока световой энергии при прохождении его через исследуемый раствор. Метод позволяет определять концентрации отдельных компонентов смесей окрашенных веществ, имеющих максимум поглощения при различных длинах волн, он более чувствителен и точен, чем фотоэлектроколориметрический метод. Известно, что фотоколориметрический метод анализа применим только для анализа окрашенных растворов, бесцветные растворы в видимой области спектра обладают незначительным коэффициентом поглощения. Однако многие бесцветные и слабо окрашенные соединения (особенно органические) обладают характерными полосами поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что используют для их количественного определения. Спектрофотометрический метод анализа применим для измерения светопоглощения в различных областях видимого спектра, в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширяет аналитические возможности метода[15].

Сделали спектрофотометрический анализ воды. Измерили оптическую плотность воды на длинах волн от 325 до 960 нм. Результаты измерений приведены в таблице 10.

Таблица 10 Зависимость оптической плотности от длины волны

Длина волны

325

360

410

460

510

560

610

660

710

760

810

860

910

960

Дист. Вода

0,263

0,061

0,051

0,049

-0,046

0,046

-0,024

0,045

0,045

0,054

-0,08

0,059

0,069

0,228

Хлор. вода

0,328

0,073

0,104

0,088

0,077

0,071

-0,002

0,065

0,063

0,070

-0,065

0,073

0,082

0,240

Скважина

0,314

0,059

0,086

0,082

0,076

0,068

0,064

0,061

0,103

-0,111

0,093

0,097

0,106

0,262

Хлор. фильтр

0,279

0,081

0,056

0,051

0,049

0,049

0,049

0,049

0,048

0,057

0,052

0,061

0,071

0,230

Скважн. фильтр

0,308

0,112

0,079

0,069

0,063

0,061

0,060

0,060

0,058

0,067

0,063

0,071

0,082

0,243

Выбрали оптическую плотность от 0,2 до 0,7. Наиболее подходящей длиной волны, выбранным водам для исследования, является 325. С выбранной длиной волны выявили процентное соотношение оптической плотности (рисунок 2).

Рисунок 2. Процентное соотношение оптической плотности

С помощью спектрофотометрического анализа сделали зависимость оптической плотности от длины волны. Можно сделать вывод, что вода г. Нижнекамска и сельского поселения Ташлык очень отличаются по плотности. По нашим данным городская вода обладает более высокой плотностью, чем вода из сельского поселения «Ташлык».

3.3 Аналитическое исследование отобранных проб воды по органолептическим показателям (запах (интенсивность, характер), мутность)

Мумтность водым -- показатель, характеризующий уменьшение прозрачности воды в связи с наличием неорганических и органических тонкодисперсных взвесей, а также развитием планктонных организмов. Причинами мутности воды может быть наличие в ней песка, глины, неорганических соединений (гидроксида алюминия, карбонатов различных металлов), а также органических примесей или живых существ, например бактерио, фито- или зоопланктона. Также причиной может быть окисление соединений железа и марганца кислородом воздуха, что приводит к образованию коллоидов.

Запах — это свойство веществ вызывать раздражение рецепторов слизистой оболочки носоглотки. Характер и интенсивность запаха в воде определяется по утвержденным методикам специалистами.

Запах воды может быть различного происхождения: природная вода (озеро, река, болото — в водоемах запах обуславливается наличием живых организмов и водами пополняющими их), вода после водоподготовки (резкий запах хлора в водопроводе), транспортировка по трубопроводу.

Обычно характер запаха воды описывается следующими терминами: ароматический (огуречный, цветочный); болотный (кислый, тинистый); гнилостный (фекальный, сточный); древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный.

Запахи искусственного происхождения возникают при загрязнении воды промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. Их характер определяют по названию тех веществ, запах которых они представляют: фенольный, камфорный, аптечный, хлорный, металлический.

При определении запаха должны соблюдаться следующие условия: воздух в помещении, где проводится анализ, не должен иметь никакого запаха; одежда, руки, лицо, волосы наблюдателя не должны иметь отвлекающего запаха, одно и то же лицо не должно длительное время производить определение запаха, так как наступает утомление, привыкание к запахам и притупление обоняния.

Отобранные мной водные пробы, я проверила на свойство читабельности (мутности), проверила характер и интенсивность запахов исследуемых вод. Результаты исследования отображены в таблицах (11,13)

Пробы воды:

1. Дистиллированная вода;

2. Водопроводная вода (г. Нижнекамск);

3. Вода из скважины (Нижнекамский р-он, сельского поселения Ташлык);

4. Вода из установленной колонки сельского поселения Ташлык;

Таблица 11

Исследуемые пробы

Характер запаха

Интенсивность запаха

1.

Дистиллированная вода

Н

Нет запаха

2.

Водопроводная вода

Н

Слабый

3.

Вода из скважины

З

Слабый

4.

Вода из установленной колонки

Н

Очень слабый

Результаты анализов на характер и интенсивность запахов отобранных вод Н — неопределенный, З — землистый.

Инструменты, использованные при проверки воды на читабельность: мерный цилиндр, линейка 25 см., листок бумаги с напечатанным текстом.

Критерии оценки читабельности воды указаны в таблице 12.

Таблица 12 Критерии оценки читабельности воды

Читаемый интервал, см

Критерии

Сокращение

От 5 до 10 см

Читабельно

Ч

От 10 до 15 см

Средняя читабельность

Сч

От 15 до 20 см

Низкая читабельность

Нч

От 20 до 25 см

Не читабельно

НЧ

По итогам проверки последовали такие выводы, которые указаны в таблице 13.

Таблица 13 Результаты анализов воды на свойство читабельности

Исследуемые пробы

Читаемый интервал, см

5

10

15

20

25

1.

Дистиллированная вода

Ч

Ч

Ч

Ч

Ч

2.

Водопроводная вода

Ч

Ч

Сч

Нч

НЧ

3.

Вода из скважины

Ч

Сч

Нч

Нч

НЧ

4.

Вода из установленной колонки

Ч

Ч

Сч

Сч

Нч

Ч — читабельно, Сч — средняя читабельность, Нч — низкая читабельность, НЧ — не читабельно.

По данным таблицы можно сделать вывод, что самой читабельной водой является дистиллированная вода (Ч = 25см), а водопроводная по качеству читабельности — средняя. Вода из домашней скважины сельского поселения «Ташлык» обладает наименьшим свойством читабельности (Ч = 10 см).

вода загрязнение органолептический

Заключение

Результаты курсовой работы «Мониторинг загрязнения вод суши» позволяют сделать заключение, что степень загрязнения природных вод непостоянна во времени и по территории. Загрязнение воды по-разному сказывается на видовом разнообразии водных биоценозов, а загрязнение пресных вод является серьезно проблемой. В борьбе с загрязнениями может помочь экологический мониторинг.

По результатам работы сделали следующие выводы:

1. Изучена классификация и дана характеристика водных ресурсов;

2. Проанализированы виды загрязнения водных ресурсов;

3. Проведен мониторинг загрязнения вод суши;

4. Проанализированы отобранные пробы вод:

— дистиллированной;

— водопроводной;

— водопроводной, пропущенной через фильтр;

— скважинной;

— скважиной, пропущенной через фильтр;

— из установленной колонки сельского поселения.

Список использованной литературы

1. Степановских А. С. Экология: Учебник для вузов. -- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 115с., 121с.

2. Ясовеев М. Г. Экологический мониторинг и экологическая экспертиза. Моксва, 2013. — 41с., 69с., 75с.

3. Данилов-Данильян В. И. Хранович И.Л. Управление водными ресурсами. Согласование стратегий водопользования. -- М.: Научный мир, 2010 — 158с., 172с.

4. Ю. В. Новиков. Экология, окружающая среда и человек. Москва, Фаир, 1999. — 157с., 166 с., 167с.

5. О. А. Спенглер. Слово о воде. Ленинград, Гидрометиоиздат, 1980. — 87 — 89с.

6. Э. А. Арустамов. Природопользование. Москва, 2003. — 67 — 69с.

7. Е. К. Хандогина, Н. А. Герасимова, А. В. Хандогина. Экологические основы природопользования. Москва, 2011. — 94 — 96с.

8. Максименко Ю. Л. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС): пособие для практикантов/ Ю. Л. Максименко, И. Д. Горкина. М., 1999. — 213 — 216с.

9. А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990 — 197 — 199с.

10. Охрана окружающей среды. — справочник

11. Экологический мониторинг

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой