Органические вещества, бпк и хпк. Самоочищающая способность водоёмов

n 1 свидетельствует об отсутствии разбавления поступившей в водоем сточной жидкости.

По мере перемещения от створа выпуска вниз по течению к сточной жидкости будет присоединяться все большая часть расхода реки. На некотором расстоянии от выпуска эта часть станет равной полному расходу реки, т. е. Q СМ Q . В этом случае в соответствии с формулой (5.3) коэффициент

смешения должен быть равен 1. Очевидно, что при Q СМ Q наблюдается максимально возможное, полное разбавление СВ:

Для всего участка смешения можно записать соотношения:

где l и l полн . – расстояния от выпуска до рассматриваемого створа и до створа

полного смешения.

В загрязненной части речного потока концентрации загрязняющего вещества могут быть различными: в одних струях концентрации будут наибольшими, а в других – наименьшими. При этом, пока ширина загрязненной струи не станет равной ширине реки, минимально загрязненная струя будет граничить с чистой водой, и концентрация веществ в этой струе равна фоновой. В частности, значение минимальной концентрации может быть равно 0, если данное вещество отсутствовало в речной воде выше места поступления в реку СВ. На некотором расстоянии l 0 загрязненная струя коснется проти-

воположного берега реки. Начиная с этого расстояния, для створов, имеющих l большеl 0 , минимальные концентрации начнут возрастать до створа

полного смешения, в котором C min будет равноC ср .

Что касается максимально загрязненной струи, то в ней концентрации загрязняющего вещества начнут уменьшаться с первых же метров расстояния от створа выпуска при движении струи вниз по течению за счет непрерывного присоединения к СВ все возрастающей части расхода речной воды и смешения. Такой процесс будет продолжаться до створа полного смешения, в котором максимальная концентрация станет равной средней, одинаковой во всех элементарных струях этого створа.

Средняя концентрация определяется из соотношения:

где C СТ – концентрация загрязняющего вещества в СВ;C ф – фоновая кон-

центрация того же вещества в речной воде выше выпуска СВ.

Химическое и биохимическое самоочищение водоемов. Содержание поступивших в водоем загрязняющих веществ уменьшается под воздействием ряда факторов: разбавления сточных вод, с которыми эти вещества поступили в водоем; химического и физико-химического взаимодействия с другими веществами, биохимической деструкции с участием микроорганизмов. В зависимости от способности веществ подвергаться такого рода превращениям их разделяют на консервативные и неконсервативные. Количественно степень неконсервативности определяется величиной так называемогодина-

мического коэффициента неконсервативности вещества k , который равен:

k k1 .

здесь k 1 – статический коэффициент неконсервативности; – коэффициент, учитывающий влияние скорости течения,1 при0 ,5 при0,2 м/с; для промежуточных значений скорости течения, т. е. при0 < < 0,2 м/снаходится интерполяцией.

Значения к] устанавливаются экспериментально и для ряда веществ приведены в табл. 5.5.

Комплекс процессов, приводящих к снижению концентрации загрязняющих веществ вплоть до восстановления исходного качества воды водоема (за исключением разбавления), принято называть самоочищением водоема .

Главную роль в самоочищении водоемов играют окислительновосстановительные превращения органических и некоторых минеральных веществ (например, нитрификация и денитрификация, окисление сульфидов и сульфитов и т. п.)

Таблица 5.5 Коэффициенты неконсервативности некоторых веществ в статических усло-

виях при 20°С

Некоторые вещества могут окисляться растворенным в воде кислородом химически, особенно при инициировании этого процесса ультрафиолетовыми лучами (УФ-лучами). Однако в большинстве случаев процесс окисления имеет биохимическую природу. Даже окисление минерального вещества – цианидов до цианатов – осуществляется микроорганизмами, то есть биохимическим путем.

Разработка нормативов ПДС

Предельно допускаемые сбросы загрязняющих веществ в водоем.

Сточные воды могут быть сброшены в водоем с такой концентрацией загрязняющих веществ C СТ , при которой в контрольном створе останутся ненару-

шенными все нормативы качества воды C нор . Если контрольный створ водо-

ема находится под воздействием СВ, сбрасываемых только через один выпуск, значение C СТ устанавливается непосредственно расчетом:

Для взвешенных веществ

где p – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме

после спуска сточных вод, принимаемое в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, мг/л;

– для растворенных консервативных веществ

C СТC норn 1 C норC ф;

С СТ C норn 1 C норC ф;

10 kt 10kt

– для БПК при обеспечении нормативной БПК в воде водоема

Приемлемость найденных значений C СТ проверяется затем расчетом

концентраций загрязняющих веществ в максимально загрязненной струе контрольного створа C max по следующим уравнениям:

– для консервативных веществ, включая взвешенные вещества

C m axC срС стC срe 3 l ,

– для неконсервативных веществ

C maxC фС ст n С ф e kt ,

– для БПК

C m axC фС ст n С ф 10 0,1 t .

Если C max окажутся близкими к ПДК тех же веществ, т. е.ПДК C max 1, то подобные значенияC ст вполне приемлемы, ибо они обеспечивают качество

воды в водоеме на уровне нормативных требований.

Если концентрация загрязняющих веществ в сточных водах выше предельно допустимой концентрации C ст , то такие воды подвергаются очистке.

Они на промышленных предприятиях, как правило, проходят двухступенчатую очистку. Вначале – на локальных очистных сооружениях (ЛОС), а затем

– на станции биологической очистки (городских очистных сооружениях), куда поступают также СВ жилых массивов после смешения со сточными водами промышленных предприятий. Необходимость в ЛОС обусловлена тем, что промышленные СВ могут содержать столь высокотоксичные вещества и в таких количествах, что Б случае непосредственной подачи их на городские очистные сооружения в последних нарушается нормальный биоцикл микроорганизмов, способных к биохимической деструкции загрязнений. Кроме того, высококонцентрированные СВ очищаются более глубоко и с меньшими экономическими издержками, чем разбавленные.

Необходимая степень очистки СВ η определяется как отношение разности исходной концентрации загрязняющих веществ до их очистки С и предельно допустимой концентрацией тех же веществ после очисткиC ст к исходной концентрации, %:

В качестве контрольной величины, свидетельствующей о том, что воздействие данного объекта на водоем соответствует допустимому, служит универсальная характеристика, предусмотренная Правилами охраны поверхностных вод, – лимит на сброс загрязняющего вещества. В нормативных документах его чаще называют предельно допустимым сбросом, или сокращенно ПДС, который представляет собой количество загрязняющего вещества в единицу времени:

ПДС= qСст .

Экологическая паспортизация предприятий по разделу «Водное хо-

зяйство». На каждом предприятии-природопользователе ведется специальный учет расходов воды, используемой им для всех своих нужд, а также сбрасываемой в водные объекты. Основными документами учета являются экологический паспорт, статистический отчет по форме 2-тп (водхоз), журналы первичного учета воды ПОД-11, ПОД-12 и сброса в водные объекты ПОД-13.

Один из разделов экологического паспорта включает характеристику водопотребления, водоотведения и очистки СВ. В специально разработанных таблицах приводятся количественные показатели водопотребления: источник водоснабжения (море, озеро, река, водохранилище, канал, подземный горизонт); объем использованной воды для технических (производственных) нужд, включая объем свежей воды, поступающей на подпитку систем оборотного водоснабжения; объем воды, расходуемый на хозяйственные, бытовые и коммунальные нужды; объем воды, теряемой в результате фильтрации, испарения, утечки, аварии и т. д. К этим таблицам прилагается балансовая схема водопотребления и водоотведения с указанием часовых расходов воды на каждом производстве (участке).

Другая таблица содержит характеристику источника СВ предприятий, сбрасываемых непосредственно в поверхностные водные объекты, оценку воздействия на приемник СВ по таким показателям, как БПК, температура, водородный показатель, токсичность, масса нормированных веществ, поступающих в водные объекты. Здесь же приведены данные о водоеме – приемнике СВ: местоположение водного объекта, среднемесячный расход воды 95%-ной обеспеченности, показатели качества воды в контрольных створах выше и ниже выпуска или забора воды из водного объекта (БПК, водородный показатель, температура, взвешенные вещества, характерные для данного объекта ингредиенты). Важнейший показатель этого раздела – ПДС по каждому нормируемому веществу.

В таблице, предназначенной для оценки эффективности очистных сооружений, указывается наименование очистных сооружений и метод очистки, пропускная способность, перечень нормируемых веществ и их средняя концентрация на входе и выходе из очистных сооружений.

Контроль за соблюдением нормативов предельно допустимых сбросов предприятия. Нормативы ПДС утверждаются региональными органами Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора). Обеспечение согласования и утверждения нормативов ПДС входит в обязанности предприятия-природопользователя.

В планы мероприятий по достижению ПДС должны входить конкретные предложения по снижению сбросов загрязняющих веществ в ОПС вплоть до полного прекращения сбросов в гидросферу. При разработке мероприятий следует отдавать приоритет внедрению экологически прогрессивных технологий с учетом достижений отечественной и зарубежной науки и практики.

Нормативы ПДС устанавливаются на срок до 3-х лет и подлежат пересмотру (переутверждению) или уточнению по планам-графикам, согласованным с органами Росприроднадзора и Ростехнадзора.

Необходимость пересмотра ранее установленных ПДС может возникнуть до истечения срока их действия при изменении экологической обстановки в регионе, появлении новых или уточнении параметров существующих источников загрязнения ОПС. Пересмотр установленных нормативов ПДС обеспечивается предприятием-природолользователем.

Контроль за достижением и соблюдением нормативов ПДС включает: определение массы сбросов загрязняющих веществ в единицу времени отданного источника загрязнения и сравнение этих показателей с установленными нормативами ПДС, проверку выполнения плана мероприятий по достижению ПДС и проверку эффективности работы очистных сооружений. Указанный контроль производится как самим предприятием (ведомственный контроль) на базе отделов охраны окружающей среды и промышленносанитарных лабораторий, так и региональными органами Росприроднадзора (государственный контроль).

При контроле сбросов производится измерение расходов СВ, определение концентраций в сбросах нормируемых ингредиентов и установление по этим данным массы сбрасываемых загрязняющих веществ в единицу времени. Последний показатель сравнивается с установленным ПДС.

Снижение негативного воздействия промышленного предприятия на гидросферу

Принципы очистки сточных вод

Вследствие сильной загрязненности промышленных сточных вод их очистка от примесей производится в несколько этапов. Во всех случаях очи-

стки стоков первой стадией является механическая очистка, предназначенная для удаления наиболее крупных механических примесей, взвесей и дисперс- но-коллоидных частиц. Последующая очистка от химических веществ осуществляется различными методами: физико-химическими (флотация, абсорбция, ионообмен, дистилляция, обратный осмос и уль-трафильтрация и др.), химическими (реагентная очистка), электрохимическими (электрохимическое окисление и восстановление, электродиализ, электрокоагуляция, электрофлотация и т. п.), биологическими. Если в сточных водах имеются весьма вредные вещества, применяют термические методы, позволяющие уничтожить примеси. Как правило, во многих случаях приходится применять комбинацию указанных методов. Одна из типовых схем очистки сточных вод показана на рис. 5.2.

Рисунок 5.2 – Типовая схема очистки сточных вод

Среди наиболее распространенных методов следует указать:

1. Для суспензированных и эмульгированных примесей – отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование (для грубодисперсных частиц); коагуляция, флокуляция, электрические методы осаждения (для мелкодисперсных и коллоидных частиц);

2. Для очистки от неорганических соединений – дистилляция, ионообмен, обратный осмос, ультрафильтрация, реагентное осаждение, методы охлаждения, электрические методы;

3. Для очистки от органических соединений – экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен, реагентные методы (регенерационные методы); биологическое окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление (деструктивные методы);

4. Для очистки от газов и паров – отдувка, вакуумирование, нагрев, реагентные методы;

5. Для уничтожения вредных веществ – термическое разложение.

Механическая очистка

Для удаления взвешенных примесей из сточных вод используют гидромеханические процессы – процеживание, отстаивание (гравитационное и центробежное) и фильтрование. Выбор метода зависит от крупности взвешенных частиц.

Процеживание

Сточные воды процеживают через решетки из металлических прутьев с зазором 5–25 мм, установленных под углом 60–75о на пути движения сточных вод, и сита с целью извлечения из них крупных примесей во избежание засорения труб и каналов. Решетки могут быть неподвижными и подвижными. Решетки, совмещенные с дробилками для измельчения крупных примесей, называютсякомменуторами . Наибольшее распространение получили неподвижные решетки. Решетки и сита довольно быстро забиваются примесями и требуют систематической очистки. На рис. 5.3 показаны виды решеток и схемы их очистки специальными граблями.

Скорость воды между стержнями (чаще прямоугольного сечения – круглые быстрее засоряются) принимается 0,8–1 м/с; соответственно потери напора

где – коэффициент местного сопротивления решетки, выбираемый в зависимости от формы стержней; k – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки (принимаютk = 3);V – скорость потока перед решеткой, м/с;g – ускорение силы тяжести, м/с2 .

Рисунок 5.3 - Виды решеток с граблями для очистки: 1 – решетка; 2 – бесконечная цепь; 3 – грабли

Для удаления более мелких частиц применяют сита – барабанные или дисковые – с диаметром отверстий сетки 0,5–1 мм. При вращении барабана сточная вода фильтруется через его внешнюю или внутреннюю поверхность в зависимости от способа подвода (снаружи или внутрь). Производительность сита зависит от диаметра и длины барабана, а также от свойств примесей.

Для разделения взвешенных веществ на фракции могут быть использованы фракционаторы с диаметром отверстий в сетке 60-100 мкм. При разделении 50–80 % взвешенных частиц остается в грубой фракции. Схема и принцип работы фракционатора показаны на рис. 5.4. Задержанные крупные примеси при удалении направляются в специальные контейнеры-накопители.

Отстаивание

Следующий этап очистки – удаление твердых частиц со средним размером 0,25–1 мм (песка) и некоторых других примесей путем осаждения под действием сил тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц. Процесс осаждения происходит в ламинарном потоке жидкости со скоростями от 0,1

Скорость осаждения частиц примеси может быть вычислена по формуле (5.12) с учетом влияния концентрации взвешенных веществ и реологических свойств системы.

Для таких полидисперсных систем, как сточные воды, скорость осаждения непрерывно изменяется и устанавливается опытным путем. Она характеризуется кривой, показанной на рис. 5.5.

Рисунок 5.4 - Фракционатор: 1 – корпус; 2 – сопло; 3 – сетка

Рисунок 5.5 - График кинетики процесса осаждения

Вопрос:

Оценка самоочищающей способности водоемов в ходе ОВОС и экологической экспертиз.

Здравствуйте, помогите пожалуйста найти информацию на тему: "оценка самоочищающей способности водоемов в ходе ОВОС и экологической экспертизы"....у меня курсовая работа, а я что-то мало информации нашла....буду рада любой помощи.....заранее спс:) Ася

Ответ:

Уважаемая, Ася!

Как я уже говорил, каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов.

Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы:

• физические,
• химические,
• биологические.

Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.

Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.

Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте населенных пунктов.

К биологическим факторам самоочищения водоема относятся:

• Совокупность беспозвоночных гидробионтов-фильтраторов, зоопланктон;
• Сообщества высших водных растений (макрофитов), которые задерживают часть биогенов (азот, фосфор) и загрязняющих веществ, поступающих в экосистему с прилегающей территории;
• Бентос, задерживающий и поглощающий часть биогенов и поллютантов, мигрирующих на границе раздела вода/донные осадки;
• Микроорганизмы, сорбированные на взвешенных частицах, перемещающихся относительно водной массы вследствие гравитационного оседания частиц под действием сил тяжести; в результате водная масса и микроорганизмы перемещаются относительно друг друга, что эквивалентно ситуации, когда вода профильтровывается через зернистый субстрат с прикрепленными микроорганизмами; последние извлекают из воды растворенные органические вещества и биогены;
• Водоросли и фитопланктон;

Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитее сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.

Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает в сутки более 30 л воды.

Чистота водоемов немыслима без охраны их растительности. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных живых организмов можно достичь положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ.

Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют и другие факторы. Химическое загрязнение водоемов промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.) тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями.

Скорость самоочищения водоёма и разложения углеродсодержащих соединений, включая ПАВ зависит от температуры, доступа кислорода, питательного режима водной среды, т.е. от тех факторов, которые определяют ее микробиологическую активность. В воде, обедненной кислородом, разложение углеродсодержащих соединений как правило замедляется.

Особенно медленно происходит самоочищение водоёмов от нефти. За 2-7 суток содержание эмульгированных нефтепродуктов в воде снижалось при 20 градусах по Цельсию на 40%, а при 5 градусах лишь на 15%. В присутствии водной растительности в модельных опытах нефтяная пленка исчезала при ее толщине 0,06 см через 4-6 суток, а при 0,6 см – через 20-22 суток. Полное разложение нефти требует воздействия многочисленных бактерий разных видов, причем для разрушения образующихся промежуточных продуктов требуются свои микроорганизмы. Легче всего протекает микробиологическое разложение парафинов. Более стойкие циклопарафины и ароматические углеводороды сохраняются в водной среде гораздо дольше.

Ультрафиолетовая составляющая солнечной радиации существенно ускоряет деструкцию высокомолекулярных углеродсодержащих соединений, однако с экологической точки зрения этот процесс опасен из-за образования продуктов распада, как правило, сильно токсичных.

Как любая среда биосферы, водоём, имеет свои защитные силы и обладает способностью к самоочищению. Самоочищение происходит за счет разбавления, оседания частиц на дно и формирования отложений, разложение органических веществ до аммиака и его солей за счет действия микробов. Если водоем справляется, то все органические вещества превращаются в аммиак и его соли на 7-12 сутки, а далее количество аммиака и его солей начинает падать, так как наступает вторая фаза и соли аммиака превращаются в нитриты, то происходит на 25-27 сутки. А дальше концентрация нитритов начинает падать, потому что все нитриты превратятся в нитраты на 32-35 сутки. То есть в идеале весь процесс самоочищения заканчивается примерно за месяц.

По своему характеру все загрязнения делятся на механические, химические, физические и биологические.

Механические загрязнения – это твердые частицы различных размеров.

Химические загрязнения – это всевозможные химические вещества на уровне молекул и ионов.

Физические загрязнения – это все виды отходов энергии: тепловой, световой. электромагнитного поля, излучения и т.д.

Биологические загрязнения – различные виды микроорганизмов, в том числе и патогенные.

Загрязнения. поступающие в атмосферу, воду, почву безусловно оказывают воздействие на организм человека, вызывая различные заболевания. Они изменяют облик Земли, влияют на растительность, животных микроорганизмы, ведут к изменению, нарушению биосферы в целом.

Важным элементом природоохранной деятельности является нормирование, использование, охрана водных источников.

Нормирование в области использования и охраны водных объектов, согласно Водного кодекса, заключается:

• в установлении лимитов водопользования (водопотребления и водоотведения);
• в разработке и принятии стандартов, нормативов и правил в области использования и охраны водных объектов.

Нормативы, инструкции и правила по использованию, охране и установлению водных ресурсов и водных объектов разрабатывает и согласовывает Минприроды РФ. Оно обеспечивает нормативно-правовое и организационное регулирование водопользования и является уполномоченным государственным органом в области охраны окружающей природной среды.

Нормирование водоотведения – это установление лимитов (нормативов) на сброс сточных вод.

Цель нормирования водоотведения – предупреждение и устранение загрязнения водных объектов источниками загрязнения. Нормативы водоотведения устанавливаются для того, чтобы не допустить перегрузки водного объекта загрязняющими веществами, их метаболитами и продуктами распада, нарушающими условия водопользования и представляющими угрозу для нормального функционирования водной экосистемы.

Источниками загрязнения считаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных и подземных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и берегов водных объектов (Водный кодекс РФ).

Охрана водных объектов от загрязнения осуществляется посредством регулирования деятельности источников загрязнения.

Лимиты водоотведения устанавливаются для водопользователей на определенный срок специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда по согласованию со специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, а по подземным водным объектам – и с государственным органом управления использованием и охраной недр.

Лимиты водоотведения – сбросы в водные объекты устанавливаются на основе использования расчетных величин предельно допустимого сброса (ПДС). Величины ПДС являются частью экологического паспорта предприятия. Ее рассчитывают как величину массы загрязняющих веществ, сброшенную со сточными водами за определенное время, которая не приводит к превышению нормативов концентраций загрязняющих веществ в водном объекте.

Смесь бытовых и производственных сточных вод города водоотводящими сетями поступает на централизованные очистные сооружения, где подвергается очистке. В случае возможности, очищенные сточные воды могут быть сброшены в поверхностные водоемы, где за счет их разбавления водой водоема и самоочищающей способности подвергаются самоочищению. Условия выпуска сточных вод в водоемы регламентируются соответствующими правилами. Самоочищение сточных вод происходит за счет сложных биохимических процессов под действием всех видов биоценоза водоема и присутствующего в нем кислорода. На определенном расстоянии от места выпуска вниз по течению реки, в зависимости от вида водоема и расстояния до ближайшего водозабора устанавливается расчетный створ. В расчетном створе качество воды водоема должно соответствовать нормативному, для данного водоема, показателю.

При наличии в населенном пункте централизованных очистных сооружений все бытовые и производственные (прошедшие стадию локальной очистки) сточные воды направляются на эти сооружения. Согласно установленных правил, для данного населенного пункта, концентрация загрязнений в сточных водах должна соответствовать определенным нормам сброса загрязняющих веществ. Нормативы сброса загрязняющих веществ в городскую канализацию Нижнего Новгорода и водоемы различного назначения приведены в таблице 1. При повышении загрязняющих показателей, приведенных в таблице, предприятия производят плату за сброс сточных вод по многократно повышенным тарифам.

Основная задача нормативных показателей сброса веществ состоит в предотвращении негативного действия загрязнений на работу очистных сооружений и, в первую очередь, биологических.

При выпуске сточных вод в водоемы происходит их разбавление и смешение с водой водоёмов. В результате концентрация загрязнений сточных вод снижается. Степень смешения и разбавления зависит от соотношения расходов сточных вод и водоема, формы выпуска сточных вод, скорости движения воды в водоеме, его глубины, расстояния до расчетного створа и др. факторов.

Таблица Нормативы сброса загрязняющих веществ для приема в городскую канализацию и водоемы различного назначения.

Для всех видов водоёмов установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК), при этом они сгруппированы по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ). Лимитирующими показателями вредности являются: общесанитарный (ХПК, ВПК, сухой остаток, взвешенные вещества, сульфиды); рыбохозяйственный (нефтепродукты, нитриты, нитраты); токсикологический (хром, никель, медь, цинк и др.). Таким образом, определение необходимой степени очистки сводится к установлению величины допустимой концентрации загрязняющих веществ, с которой сточная жидкость может быть сброшена в водоем (С ст).

При определении допустимой концентрации «загрязнителя» следует учитывать природу вещества, по которому производится расчет. Все вещества делятся на консервативные и неконсервативные. Консервативные вещества при сбросе в водоем с течением времени (от места выпуска до расчетного створа), за счет процессов самоочищения, не уменьшаются (уменьшение их концентрации может обусловливаться только физическими факторами – разбавлением водой водоема, осаждением). Консервативные же вещества в водоеме за счет химических и биохимических процессов окисляются. В связи с этим допустимая концентрация загрязняющих веществ определяется на два случая:

для консервативных веществ по формуле:

С ст (доп) = С нор + (n–1) (С нор – С ф), мг/л (2.11)

для неконсервативных веществ по формуле:

С ст (доп) = С нор /(10 -kt) + (n – 1)(С нор /(10 -kt) – С ф), мг/л (3.12)

где k - коэффициент неконсервативности вещества.

Степень очистки обычно определяется по следующим показателям:

• взвешенным веществам;
• биохимической потребности кислорода;
• кислороду;
• токсическим веществам.

Важным показателем при сбросе сточных вод предприятием в водоем является определение величины предельно допустимого сброса веществ в водоем (ПДС).

Предельно допустимый сброс веществ в водоем (ПДС) – это масса веществ 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 створе. Расчет норм ПДС выполняется в соответствии с методикой «Методика расчета предельно допустимых сбросов веществ в водные объекты со сточными водами».

Проекты норм ПДС подлежат согласованию с природоохранными органами. Утвержденные величины ПДС (ВСС) являются контрольными показателями, определяющими достаточность существующих или запланированных водоохранных мероприятий.

Если фактические сбросы веществ со сточными водами не превышают установленных ПДС, то следует считать объем существующих мероприятий достаточным и водопользователю необходимо обеспечить эффективную работу очистных сооружений в установленном режиме.

Если же фактический сброс превышает ПДС, то объем водоохранных мероприятий недостаточен. Величины ПДС являются в этом случае плановыми показателями, которые определяют объем водоохранных мероприятий, необходимых для достижения нормативного качества воды в водном объекте – приемнике сточных вод.

Достижение установленных ПДС возможно как путем снижения концентрации вредных веществ в сточных водах, так и путем сокращения объема сточных вод, подлежащих сбросу в водные объекты.

Относительно экологической экспертизы, то она проводится с целью обеспечения экологически безопасного развития общества, его производительных сил, сохранения окружающей природной среды. Экологическая экспертиза – это оценка возможных воздействий намечаемой производственной деятельности на природу.

Экологической экспертизе подвергаются: проекты и программы строительства; проекты размещения производственных сооружений; техника, технология, сырье, изготовляемая предприятием продукция; проекты нормативных актов и законодательство.

Задача экологической экспертизы состоит:

• проверка соответствия объекта экспертизы требованиям охраны окружающей природной среды;
• оценка последствий от производственной деятельности объекта;
• прогнозирование возможного воздействия объектов на условия жизнеобеспечения человека.

Экологическая экспертиза осуществляется Минприродой России, ее подразделениями на региональном, краевом, областном уровне. Она с привлечением высокопрофессиональных специалистов, общественности, СМИ. Утвержденное экспертизой заключение является документом обязательным для исполнения. При проведении экологической экспертизы должны соблюдаться следующие условия:

• она должна быть безусловной – не один проект не должен иметь силу, пока не будет доказана его абсолютная безопасность, ее выводы должны иметь силу обязательного к исполнению документа;
• приоритет должен отдаваться медико-биологическим аспектам – обеспечению безопасного развития общества (человечества).

В соответствии с Законом РФ «Об экологической экспертизе» (ст.3) экологическая экспертиза должна обосновываться на следующих принципах:

• презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
• обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;
• комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;
• обязательности учета требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;
• достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;
• независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
• научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;
• гласности, участия общественных организаций (объединений), учета общественного мнения;
• ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы.

При проведении экологической экспертизы должно учитываться мнение специалистов (профессионалов) и общественности. Она должна носить научно-обоснованный, комплексный характер, опираться на специалистов и общественность различного профиля.

Государственная экологическая экспертиза организуется и проводится специально уполномоченными государственными органами в области экологической экспертизы (Госкомэкологией России и его территориальными органами).

Государственная экологическая экспертиза осуществляется в соответствии с Законом РСФСР «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91 №2060-1, Федеральным законом «Об экологической экспертизы экспертизе», «Положением о порядке проведения государственной экологической экспертизы», утвержденным постановлением Правительства РФ от 11 июня 1996г. №698, нормативными и методическими документами, регламентирующими проведение государственной экологической экспертизы.

На государственную экологическую экспертизу представляется документация, подлежащая государственной экологической экспертизы в соответствии со статьями 11 и 12 Федерального закона «Об экологической экспертизы». Материалы государственной экологической экспертизы федерального уровня направляются заказчиком в Госкомэкологию России, а по объектам государственной экологической экспертизы уровня субъектов РФ – в территориальные органы Госкомэкологии России.

Материалы представляются на государственную экологическую экспертизу в составе, определенном ст. 14 (п.1.) Федерального закона «Об экологической экспертизы». Материалы, подлежащие государственной экологической экспертизы экспертизе, представляются в двух экземплярах, материалы согласований, обсуждений и иные документы – в одном экземпляре.

При представлении документации, не соответствующей указанным требованиям, Госкомэкология России (его территориальный орган) в срок не более семи дней со дня регистрации поступивших материалов направляет заказчику уведомление о некомпетентности материалов и сроках их представления.

Документация, не укомплектованная в течение одного месяца со дня получения извещения, возвращается заказчику с письменным уведомлением.

Материалы поступают в подразделение, специализирующееся в области проведения государственной экологической экспертизы и регулируются в установленном порядке.

Начальник экспертного подразделения из числа штатных сотрудников определяет ответственного исполнителя и передает ему полученные материалы для организации и проведения государственной экологической экспертизы.

Ответственный исполнитель в недельный срок со дня регистрации материалов проверяет комплектность поступившей документации и ее соответствие требованиям ст. 14 Федерального закона «Об экологической экспертизы». При наличии полного комплекта документации ответственный исполнитель определяет:

• сложность объекта государственной экологической экспертизы;
• срок проведения государственной экологической экспертизы с учетом требований, п редъявляемых к экспертизе;
• количество привлекаемых экспертов;
• стоимость проведения государственной экологической экспертизы.

Срок проведения государственной экологической экспертизы определяется сложностью объекта экологической экспертизы, учитывающей экологическую опасность намечаемой деятельности, сложность природных условий, опасность природных процессов и экологической экспертизы ситуации в районе намечаемой хозяйственной и иной деятельности.

Срок проведения государственной экологической экспертизы составляет:

для простых объектов – до 30 дней;

объектов средней сложности – до 60 дней;

сложных объектов – до 120 дней.

Срок проведения государственной экологической экспертизы может быть продлен, но не должен превышать шести месяцев для сложных объектов.

С уважением,

Вещества, концентрация которых изменяется только путем разбавления, называют консервативными; вещества, концентрация которых изменяется вследствие указанных выше химических, физико-химических и биохимических процессов, - неконсервативными. Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водоем, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водоема.[ ...]

Консервативная часть растворенного органического углерода - водное гуминовое вещество - является буферной структурой, поддерживающей райновьсие между продукционными и де-струкционными процессами в озерной экосистеме, определяя тем самым ее стабильность.[ ...]

Консервативные вещества аккумулируются на поверхности дна и под действием руслового процесса перемешиваются с донными грунтами, загрязняя грунтовый слой значительной толщины, достигающей 1 м и более.[ ...]

Взвешенные вещества, выносимые из отстойников с преаэра-торами, состоят из консервативных элементов (частиц примесей воды) и живых клеток активного ила. Отличить ту и другую части примесей возможно по содержанию дезоксирибонуклеиновой кислоты (хромосомный аппарат клеток) либо по изменению ферментной активности.[ ...]

Специфика обмена веществ есть специфика индивида, вида, и она очень упорно сохраняется организмом при самых разных условиях среды. Специфика обмена есть свойство консервативное, наследственное.[ ...]

Накопление озерного органического вещества происходит, как сказано выше, за счет поступления с водосборного бассейна (аллохтонное) и первичной продукции фотосинтезирующих озерных организмов - водорослей и высшей водной растительности (автохтонное). Содержание органического вещества в озерной воде обычно оценивается по концентрации в нем углерода. Общий органический углерод (TOC - total organic carbon) складывается из органического углерода взвесей (РОС - particulate organic carbon) и углерода растворенного органического вещества (DOC - dissolved organic carbon). Растворенное и взвешенное органическое вещество природных вод является основным регулятором метаболизма водных экосистем. Общий органический углерод по способности к биохимической деструкции подразделяется на лабильный (LOC - labile organic carbon), в первую очередь подвергающийся биохимическому окислению, и консервативный. Лабильная часть органического вещества формируется продуктами деструкции гидробионтов и их прижизненными выделениями (метаболитами). В больших озерах накопление лабильной фракции органического вещества происходит в основном за счет первичной продукции и метаболитов фитопланктона. Величина лабильной составляющей в пуле растворенного органического вещества характеризует интенсивность продукционно-де-струкционных процессов, а ее постоянство или резкие межгодовые колебания свидетельствуют о стабильности или дисбалансе экосистемы. Консервативная часть DOC - водное гуминовое вещество - представляет собой единый высокомолекулярный комплекс и формируется преимущественно аллохтонным органическим веществом.[ ...]

Для неконсервативных компонентов, участвующих в сорбционном взаимодействии с породой, дополнительные эффекты рассеяния связаны с пространственными вариациями параметров, характеризующих изменчивость физико-химических свойств, в частности, коэффициента распределения Кл. Если в первом случае принято говорить о физической гетерогенности пород, то в последнее время, в связи с развитием стохастических моделей миграции неконсервативных компонентов, все чаще встречается термин «химическая гетерогенность» . В современных модельных построениях поля, отражающие физическую и химическую гетерогенность, описываются с помощью пространственных стохастических функций с заданной корреляционной структурой. Такого рода поля могут быть как хорошо коррелированными, так и полностью некоррелированными.[ ...]

Лабильная фракция озерного органического вещества, как правило, значительно меньше консервативной. Она непрерывно находится в экосистемном круговороте - это биологически доступная часть органического вещества. Функцию регулятора играет консервативное органическое вещество в случае избытка или недостатка какого-нибудь компонента озерного круговорота.[ ...]

Современные технологические процессы производства и потребления вещества отличаются крайне низкой степенью замкнутости. Неиспользованные отходы сфер производства и потребления составляют 50-90 %. Таким образом, современная технология является экологически «грязной», нарушающей динамическое равновесие в биосфере. Задача сегодняшнего дня состоит в постепенном переходе к малоотходным и безотходным технологиям производства продукции, ее потребления и эксплуатации техники. Практическое сокращение загрязнения природной среды в немалой степени сдерживается консервативностью применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства технологий. Медленно разрабатываются и внедряются малоотходные производственные процессы и процессы эксплуатации техники, прогрессивные способы утилизации отходов, нейтрализации веществ, загрязняющих атмосферный воздух, водоемы и почву.[ ...]

Компоненты естественных водных систем характеризуются так называемыми консервативными или неконсервативиыми свойствами. К консервативным относятся вещества, концентрации которых остаются примерно постоянными либо характеризуются постоянным отношением к концентрации какого-либо другого вещества в системе. К таким металлам можно отнести распространенные натрий, калий и кальций.[ ...]

Способность природной среды к самоочищению зависит от характеристик загрязняющего вещества и биоценоза. При загрязнении, например, водных объектов загрязняющие вещества можно подразделить на следующие группы . В первую группу входят консервативные загрязняющие вещества, которые не разлагаются или разлагаются в природной среде очень медленно. Снижение концентрации консервативных загрязняющих веществ происходит за счет процессов разбавления, массопереноса, сорбции, бионакопления и др. Самоочищение в этом случае имеет кажущийся характер, так как происходит только перераспределение и рассеяние консервативных загрязняющих веществ в окружающей среде. Локальное загрязнение уменьшается за счет расширения области загрязнения. Общее количество загрязняющих веществ не изменяется. Во вторую группу относятся биогенные загрязняющие вещества, которые участвуют в биологическом круговороте. Самоочищение природной среды происходит за счет биохимических процессов.[ ...]

Еще одна проблема состоит в том, что данный метод расчета может быть использован лишь для консервативных веществ, не подверженных процессам трансформации, таким как распад, химические реакции, потребление растениями и т. д. Легко понять, что таких консервативных веществ в действительности вообще не существует. Следовательно, модуль химического стока, определенный описанным выше способом, может отражать ситуацию только на том водосборе и только в тот момент времени, когда производилось измерение, и строго говоря, не может применяться не только к другим водосборным бассейнам, но даже к этому же водосбору в других гидрологических условиях.[ ...]

Антропогенная нагрузка на озера складывается в основном из поступления в них загрязняющих веществ и биогенов. Одной из простейших задач в изучении процессов загрязнения и эвтрофиро-вания озер является задача о распространении консервативной примеси. Используя коэффициент неконсервативности, можно рассчитать распространение и неконсервативной примеси. При построении полей концентрации загрязняющих веществ следует учитывать их поступление из различных источников: с речным притоком, из точечных источников (выпусков очистных сооружений, промышленных предприятий), с атмосферными осадками, береговым стоком. Методы решения подобных задач в двумерной постановке, когда определяются поля средних по глубине концентраций, развиты достаточно хорошо (Марчук, 1982; Озмидов, 1986). Постановке и решению трехмерных задач посвящена огромная литература (Кочергин, Боковиков, 1980, 1982, 1984; Озмидов, 1986; Марчук и др., 1987). В монографии Р. В. Озмидова (1986) можно найти обширную библиографию по распространению примесей в океане.[ ...]

Степень биохимического окисления многих органических соединений, загрязняющих сточные воды, невысока. Степень биохимического окисления серу- и азотсодержащих соединений весьма различна - от 0,02 до 0,95. Причем анализ реального состава сточных вод в канализационных коллекторах ряда промышленных районов указывает на высокое содержание в них консервативных загрязнений (БПКп/ХПК от 1/6 до 1/15) .[ ...]

Многократное использование угля АГ-3 в циклах сорбция - НТР подтвердило, что высокая температура обработки способствует десорбции летучих органических веществ с угля и частичной деструкции нелетучих с образованием десорбирующихся продуктов. Однако наличие в сорбате консервативных нелетучих соединений приводит к последовательному снижению емкости регенерированного угля (рис. Эта тенденция необратима, так как в результате деструкции сорбата в условиях НТР (/Р 400-450°С) не образуется новой активной углеродной поверхности, в отличие от высокотемпературной обработки (/р 550-600 °С). Поэтому суммарный эффект НТР зависит от доли летучих веществ в сорбате и последнего цикла НТР.[ ...]

Распространение загрязнений рассматривается только по основным загрязнениям и комплексам ЗВ. Достаточно сгруппировать ЗВ по таким основным классам, как консервативные и неконсервативные вещества, вещества только в растворе и гетерофазные компоненты, способные к осаждению или способные держаться на поверхности воды. Допустимо предположить пропорциональность между показателями загрязнений в любой точке и в любое время, с одной стороны, и объемами сбросов загрязнений в точке аварии, с другой стороны. Процесс распространения загрязнений накладывается на гидравлические процессы в реке или водоеме, которые, в свою очередь, зависят от гидрологических условий и правил регулирования речными гидротехническими сооружениями. Допустимо ограничиться установившимися гидравлическими условиями, но необходимо учитывать различия русловых потоков реки, рассмотрев три потока: фарватерный, а также левый и правый прибрежный, а в водоеме учитывать течения по глубине толщи воды.[ ...]

Биосфера является саморегулирующейся системой, сохраняющей свою стабильность. Как и стабильность любой системь её стабильность может быть обеспечена только в консервативном состоянии. Стабильность биосферы представляет собой состояние устойчивого динамического равновесия, складывающегося из совокупности результатов конкурентного развития многочисленных сообществ, составляющих биотическую основу огромного числа экосистем биосферы. В силу своей высокой организации такая система как биосфера, не может возникнуть спонтанно и возникновение её возможно лишь путем зво-люции. Стабильное состояние биосферы не означает неизменность состояния составляющих её экосистем. Локальные экосистемы могут находиться на различных стадиях экологической сукцессии. Консервативное состояние биосферы определяется неизменностью мощности источника внешней энергии и постоянством внешнего потока питательных веществ в биосферу.[ ...]

Понятно также, что при любом задании ин-фильтрационного питания как источника загрязнения должна учитываться сдвижка во времени - на период нахождения загрязняющих веществ, поступающих с поверхности, в зоне аэрации (для консервативных загрязнителей), а также падение их концентрации (для неконсервативных). Наконец, для учета реального, неоднородного разбавления мигрирующих в пласте загрязнителей, характера профильного перераспределения вещества под влиянием наведенной инфильтрацией вертикальной скорости фильтрации, а также вызванных инфильтрацией дисперсионных эффектов, особенно важных для ореолов рассеяния в гетерогенных пластах, задача должна решаться, как минимум, в профильной двумерной постановке.[ ...]

Человеку как биологическому виду необходимы строго определенные эволюцией условия окружающей среды, или экологические факторы: газовый состав воздуха, набор ассимилируемых с пищей веществ, температура окружающей среды, режим освещенности, влажности и многое другое. При этом требования любого живого организма к качеству окружающей среды консервативны. При отклонении факторов среды от нормы возможны нарушения жизнедеятельности вплоть до несовместимости с жизнью.[ ...]

Такое положение вещей становится понятно с эволюционных позиций. Синтетические препараты несут организму информацию чужеродную, с которой он в процессе эволюции не сталкивался. Природные вещества относятся к тем, которые сами способствовали эволюции, поэтому их информационное содержание соответствует механизмам жизнедеятельности организма. Поэтому длительное консервативное лечение фармакологическими препаратами, особенно синтетического происхождения, оставляет след не только в виде перенесенного заболевания, но и самого лечения: В первую очередь от этого страдают печень, желудочно-кишечный тракт, дыхательная система, железы внутренней секреции. В конечном же итоге это приводит к нарушению обмена веществ в организме в целом.[ ...]

Сточные воды гидролизных заводов также относятся к одним из самых сложных объектов глубокой очистки. Они содержат пентозные и гексозные сахара, уксусную, муравьиную и левули-новую кислоты, фурфурол, гуминовые вещества, лигнин и другие консервативные органические примеси. Их БПКп = 1,2-4 и ХПК= 1,8-6 г/дм3, они содержат до 3 г/дм3 взвешенных веществ. Основные технологические процессы в гидролизной отрасли - водные и биохимические. После биологической очистки этих стоков (что, по существу, продолжает основную технологию) даже в лучших условиях вода имеет интенсивную окраску, требующую разведения в 500-2000 раз, и запах; ХПК = 400- 1500 мг/дм3 при БПКз = 20-70 мг/дм3.[ ...]

Срединные горизонты в общем виде соответствуют традиционному горизонту В и частично термину subsoil зарубежных классификаций. Срединные горизонты, как правило, сформированы процессами аккумуляции и/или трансформации вещества, они представляют наиболее консервативные элементы профиля, значимые при диагностике отделов.[ ...]

Основные вычислительные аспекты достаточно детальных моделей распространения ЗВ в реке, основанных на строгих вычислительных методах решения, но все же упрощенных с точки зрения учета взаимодействия и трансформации веществ, представлены в работе [Канторович, 1986]. Численные алгоритмы расчета распространения консервативных примесей в одномерном речном потоке базируются на применении метода конечных элементов в сочетании с методом Галеркина. Алгоритм приспособлен для расчетов неустановившегося движения воды по уравнениям Сен-Венана совместно с расчетами трансформации примеси. Достоинство предлагаемых моделей состоит в однотипности применяемых методов решения дифференциальных уравнений, входящих в получаемую систему. Недостаток этих моделей заключается в ограниченности применения только для консервативных примесей (хотя предложенная вычислительная схема может быть обобщена и для неконсервативных примесей), а также в реализации модели на «морально устаревшей» вычислительной технике и в необходимости ее адаптации к возможностям современных компьютеров.[ ...]

Пластический обмен является наиболее лабильным, легко меняющимся от внешних условий. В области животноводства и отчасти рыбоводства давно уже пользуются разными биотехническими приемами, направленными на пластический обмен веществ сельскохозяйственного животного с целью получения от него большего количества молока, масла, жира, мяса, шерсти, яиц и т. п. Поэтому консервативность в специфике обмена относительная, а не абсолютная.[ ...]

Обобщения особенностей биогенной миграции атомов нам не известны. Пока идет сбор фактических данных. Они показывают, что хотя степень замкнутости глобальных биогеохимических круговоротов довольно высока (для различных элементов и веществ она неодинакова), тем не менее она не абсолютна. И этот факт для того, чтобы не возникало недоразумений, нуждается в формулировке в виде правила незамкнутости биотических круговоротов. Доказательства этой закономерности очень многочисленны. Это и образование биогенных геологических пород, и реальное антропогенное выпадение ряда элементов, например, из почвы (предполагается, что ежегодно глобально из почвы теряется в среднем 4,6 млрд. т углерода, содержание которого в почвах мира снизилось с 2014 млрд. т в доисторический период до 1477 млрд. т на конец 70-х гг, нашего века. И, наконец, та логическая посылка, что в условиях полной замкнутости биотических круговоротов не происходило бы эволюции (наивысшая степень замкнутости биогеоценотического «малого» круга наблюдается в тропических экосистемах - наиболее древних и консервативных).[ ...]

Совпадение мощности потоков синтеза и разложения достигается оптимизацией состава организмов сообщества в процессе эволюционного развития при одновременной стабилизации окружающей среды локальной экосистемы. Замкнутый круговорот веществ в экосистеме возможен лишь при консервативном состоянии окружающей среды. Такое состояние окружающей среды достигается постоянством мощности внешней энергии и потока биогенных элементов, доступных для фотосинтеза.[ ...]

Исторически сложилось, что землеустройство загрязненных территорий было связано с уменьшением количества присутствующих на площадке загрязнений либо до фонового уровня, либо до значений, устанавливаемых требованиями соответствующих весьма консервативных норм. Конечная цель такого подхода заключалась в «очистке» всех объектов до стандартного уровня, пригодного для всех конечных пользователей. При этом использование ресурсов часто было несоизмеримым с получаемой в конечном итоге выгодой, а снижение опасности вероятных путей воздействия вредных веществ было далеко не пропорционально затраченным средствам. Действительно, очистка объекта до низких уровней концентрации загрязнений или до фонового уровня во многих случаях является технически невозможной. Кроме того, очень часто загрязнения представляют не реальную опасность, а лишь воображаемую.[ ...]

В условиях бурного научно-технического прогресса и растущего внедрения надежных средств автоматизации и управления экономически и технически целесообразной будет очистка отдельных цеховых стоков на локальных сооружениях от специфических или биологически консервативных загрязняющих веществ. В этом случае на общезаводские сооружения должны направляться только такие сточные воды, которые требуют одинакового метода очистки. При этом необходимость направления отдельных сточных вод на общезаводские сооружения должна быть тщательно обоснована технологическими и экономическими расчетами.[ ...]

Оптимальный диапазон основных технологических параметров этого процесса: совместная обработка воды активным илом (Даи = 0,01-50 г/дм3) и ПАУ (¿,„ [ ...]

Групповой состав гумуса является достаточно надежным признаком, юзволяющим судить о сохранности ОВ палеопочв и соответствии его древним словиям их формирования и функционирования.[ ...]

Не боясь повториться, отметим, что моделирование экосистем больших стратифицированных озер требует применения трехмерных моделей ввиду огромного разнообразия гидрофизических условий в водоеме, связанного именно с большими размерами водоема. Эти модели должны воспроизводить процессы трансформации органического вещества и биогенов, перенос, седиментацию и турбулентную диффузию субстанций. Важным свойством моделей экосистем является выполнение для них закона сохранения веществ при отсутствии источников и стоков или законов изменения, если есть обмен веществом на границах водоема. Выполнение законов сохранения обеспечивается, с одной стороны, согласованностью моделей экосистем с моделями гидродинамики водоема, для которых выполняется закон сохранения массы воды, с другой - соответствующей требованию консервативности конструкцией операторов, описывающих трансформацию органического вещества и биогенов.[ ...]

Таким образом, отдаленные последствия применения пестицидов характеризуются главным образом ’’выпадением” наиболее чувствительных видов, при этом для восстановления видового состава микрофлоры требуется гораздо больше времени, чем для восстановления ее продуктивности. Отсюда можно сделать заключение, что поток энергии и круговорот веществ в целом обладают более консервативной реакцией на пестициды вообще, нежели отдельные виды микроорганизмов, обеспечивающие эти процессы. Этот консерватизм обусловлен жизнедеятельностью наиболее устойчивых видов микроорганизмов, компенсирующих деятельность видов, ’’выбитых” из биоценоза.[ ...]

Вопросам охраны окружающей среды уделяется постоянное внимание. Огромные средства выделяются на развитие водного хозяйства и очистку сточных вод промышленных предприятий и городов, на разработку новых более эффективных методов очистки воды. Один из наиболее перспективных методов глубокой очистки природных и сточных вод - сорбция на активных углях и других материалах, позволяющая снизить содержание в воде консервативных биологически неокисляемых органических веществ практически до любой концентрации.[ ...]

Придорожные почвы. Со строительством дорог во всем мире стали изменяться придорожные почвы, а с появлением автомобильного транспорта этот процесс усилился. Под воздействием строительства и эксплуатации автодорог в придорожной полосе формируются ландшафты, которые, хотя и сохраняют естественный характер и подчиняются природным закономерностям, несут антропогенное содержание в виде специфических растительных группировок, состава грунтовых вод и, особенно, измененных свойств почв (Александровская, 1985). Практически все свойства придорожных почв меняются, причем консервативные свойства меняются в основном из-за изменения водного режима и привноса твердого вещества. Во всех придорожных почвах увеличивается содержания валового кальция, что связано с использованием при строительства дорог кальцесодержащих материалов (известнякового гравия и др.). Состав водорастворимых компонентов и особенно состав почвенного поглощающего комплекса и реакция почвенной среды меняется коренным образом. Иногда создается парадоксальная ситуация: при сохранении и даже усилении консервативных свойств, например морфологических свойств дерново-подзолистых почв, важнейшие химические свойства - состав почвенного поглощающего комплекса и pH, становятся нетипичными для этих почв. В дерново-подзолистых почвах с хорошо сохранившимся и даже увеличившим свою мощность подзолистым горизонтом почвенный поглощающий комплекс полностью насыщается основаниями, а реакция среды меняется со слабо кислой на нейтральную и даже слабощелочную.[ ...]

Исследования последних лет приводят к выводу, что состав сточных вод, прошедших БХО, в значительной мере одинаков для различных объектов. В результате БХО полностью разрушаются низкомолекулярные и хорошо растворимые органические соединения: алифатические спирты и кетоны, кислоты и углеводороды, т. е. именно те компоненты, которые плохо сорбируются на АУ. При этом происходит некоторая унификация состава сточных вод . Органические примеси в воде после БХО- это, в основном, продукты жизнедеятельности активного ила (биопленки), а они сходны. Конечно, в воде остаются продукты неполного окисления консервативных веществ и вообще неокисляемые примеси, но это - специфика промышленных стоков. Городские сточные воды после БХО очень мало отличаются друг от друга.

Поненты химического состава природных вод подразделяют на шесть групп. 1. Макрокомпоненты, к которым относятся K+, Na+, Mg+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-. Главные ионы поступают в природ- ные воды из горных пород, минералов, почвы, а также в резуль- тате производственной деятельности человека. 2. Растворенные газы – 02, N2, H2S, CH4. 3. Биогенные вещества – соединения азота и фосфора. Наиболее важными источниками биогенных элементов яв- ляются внутриводоемные процессы и поступления с поверхно- стным стоком, атмосферными осадками, промышленными, хо- зяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными вода- ми. К биогенным элементам относят также соединения кремния и железа. 4. Микроэлементы. В эту группу входят все металлы, кроме вышеперечисленных, а также ионы Br-, F-, J-. 5. Растворенные органические вещества (РОВ). Эта группа включает различные органические соединения: органиче- ские кислоты, спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры, фе- нолы, ароматические соединения, углеводы, белки, аминокисло- ты и т. д. По происхождению РОВ можно разделить на две груп- пы – 1) продукты метаболизма и биохимического распада остат- ков организмов и 2) продукты, поступающие в водную среду с поверхностными стоками, атмосферными осадками, сточными водами. 6. Токсичные загрязняющие вещества – тяжелые метал- лы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, поверхност- но-активные вещества (ПАВ), фенолы и др. Природная вода содержит также большое число микропу- зырьков газа и взвешенных твердых частиц, таких как микрокол- лоиды, седиментарные частицы, вирусы, бактерии, микроводо- росли, макромолекулы. Помимо твердых частиц и микропузырьков газа, природные воды, пронизаны множеством микроорганизмов, образующих от- дельную фазу биоты, находящуюся в динамическом равновесии с внешней средой. Водоросли обязательные компоненты водных экосистем. Их насчитывается более 30 тысяч видов. Время жизни водорослевых клеток исчисляется часами. Водоросли оказывают 11 сильное влияние на качество природных вод, участвуют в про- цессах самоочищения и самозагрязнения водной среды. Обра- зующиеся в клетках водорослей органические вещества в основ- ном выделяются в окружающую среду (75%). Несмотря на боль- шую скорость образования органических веществ в процессе жизнедеятельности автотрофных организмов (водорослей), эти вещества обнаруживаются в водной среде в незначительных кон- центрациях, что связано с вовлечением их в обеспечение сле- дующего трофического уровня, представленного гетеротрофны- ми бактериями. Бактерии перерабатывают создаваемое в процес- се фотосинтеза органическое вещество в доступную для зоо- планктона форму, или разлагают это вещество до неорганических оксидов и анионов, на чем и основано определение БПК (биохи- мического потребления кислорода). Все природные воды на нашей планете подвергаются про- цессу самоочищения. Под самоочищением водной среды пони- мают совокупность физических, биологических и химических внутриводоёмных процессов, направленных на снижение содер- жания загрязняющих веществ в воде до уровня, не представ- ляющего угрозы для функционирования экосистемы. Вклад отдельных процессов в способность природной вод- ной среды к самоочищению зависит от природы загрязняющих веществ. В соответствии с этим загрязняющие вещества разделе- ны на три группы: 1. Консервативные вещества – не разлагающиеся или разлагающиеся в природной среде очень медленно. Это ионы ме- таллов, минеральные соли, хлорорганические пестициды, нефтя- ные углеводороды. Снижение концентраций консервативных ве- ществ в водной среде происходит лишь за счёт разбавления, мас- сопереноса, комплексообразования и сорбции. Здесь самоочище- ние имеет кажущийся характер, поскольку происходит лишь пе- рераспределение и рассеяние загрязняющих веществ в окружаю- щей среде, загрязнение ими соседних объектов. 2. Биогенные вещества, участвующие в биологическом круговороте. Это минеральные формы азота и фосфора, легкоус- ваиваемые органические соединения. В этом случае самоочище- ние водной среды происходит за счёт биохимических процессов. 3. Водорастворимые вещества, не вовлекаемые в биоло- 12 гический круговорот. Это токсичные вещества промышленного и сельскохозяйственного происхождения. Очищение водной среды от этих веществ осуществляется в основном за счёт их химиче- ского и микробиологического превращения. Микробиологиче- ская трансформация загрязняющих веществ считается одним из основных каналов самоочищения природной среды. Микробио- логические процессы включают реакции с участием ферментов, вырабатываемых микробной популяцией. В естественных усло- виях в результате микробиологических процессов наиболее бы- стро распадаются алканы и циклоалканы (на 60-90% за 3 недели), низкомолекулярные ароматические углеводороды. Фенолы и кре- золы разрушаются микроорганизмами за 5-7 дней. Процессы самоочищения в водной среде могут протекать в виде химической трансформации. При этом наиболее важными из них являются гидролиз, фотолиз и окисление. Гидролизу под- вергаются эфиры и амиды карбоновых и фосфорсодержащих ки- слот. Сложные эфиры карбоновых кислот широко используются в качестве гербицидов, при их гидролизе образуются соответст- вующие кислоты и спирты. Относительно легко гидролизуются фосфорорганические соединения, обладающие высокой инсекти- цидной активностью. Фотолитические превращения загрязняю- щих веществ осуществляются в природной водной среде под дей- ствием ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения. Толщина слоя воды, в котором осуществляется фотохимическое превращение, невелика – не превышает нескольких метров. По- этому фотохимические превращения наиболее осуществимы для трансформации загрязняющих веществ в неглубоких водоёмах, реках, а также в прибрежных зонах морей, озер и водохранилищ. Фотохимическому превращению подвергаются аминокислоты, в том числе входящие в состав белков, полиароматические соеди- нения, пестициды. Процессы окисления загрязняющих веществ в природных водах могут быть двух типов: а) в качестве окислите- ля участвуют ионы металлов в окисленной форме; б) в окислении участвуют свободные радикалы и другие реакционноспособные частицы. Среди ионов металлов каталитические свойства в при- родных водах наиболее ярко проявляют ионы меди и железа. Следует отметить, что самоочищению подвергаются природ- ные воды с незначительным содержанием загрязняющих ве- 13 ществ. В последние столетия человечество в огромных масшта- бах использует пресные природные воды для нужд промышлен- ности, сельского хозяйства, энергетики, хозяйственно-питьевого снабжения и большую часть этих вод сбрасывает в загрязненном состоянии в виде сточных вод. Именно в загрязнении природных вод сточными водами кроется одна из причин истощения водных ресурсов. В условиях ограниченных ресурсов воды важным ме- роприятием по защите водных объектов от загрязнения и по со- кращению объёма водопотребления является применение водо- оборотных схем – бессточных технологий. Однако полностью проблемы очистки сточных вод от загрязняющих веществ эти мероприятия не снимают. В зависимости от происхождения, вида и качественных ха- рактеристик примесей сточные воды можно разделить на 4 ос- новные категории: бытовые хозяйственно-фекальные, промыш- ленные, сельскохозяйственные и дождевые. По характеру воздействия на природные водоемы различные сточные воды можно разделить на несколько групп. 1. Тепловое загрязнение – возникает при использовании воды для отвода избыточной теплоты. Экологическая опасность тепло- вого загрязнения связана с интенсификацией процессов жизне- деятельности водных организмов, что может вызвать перестрой- ку и разбалансировку экосистемы. 2. Загрязнение минеральными – солями создает опасность для одноклеточных организмов, обменивающихся с внешней средой путем осмоса. 3. Загрязнение вод взвешенными частицами – ухудшает про- зрачность вод, снижает эффективность процесса фотосинтеза. 4. Загрязнение вод тяжёлыми металлами – не только оказы- вает отрицательное экологическое воздействие, но и наносит зна- чительный экономический ущерб. Источниками загрязнения во- ды тяжелыми металлами служат гальванические цехи, а также предприятия горнодобывающей, чёрной и цветной металлургии, машиностроительные заводы. 5. Загрязнение вод высокомолекулярными соединениями – представляет большую опасность для жителей в зоне выброса сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленно- сти. 14 6. Загрязнение вод нефтепродуктами – создает опасность возникновения нефтяной плёнки на поверхности воды, препятст- вующей газообмену воды с атмосферой. Основным источником загрязнения вод нефтепродуктами являются водный транспорт и поверхностный сток с городских территорий в периоды снего- таяния и ливневых дождей. 7. Загрязнение вод органическими веществами – красителя- ми, фенолами, ПАВ, пестицидами – создаёт опасность возникно- вения токсикологической ситуации в водоеме. 8. Загрязнение вод биогенными элементами – приводит к возникновению вторичных эффектов самозагрязнения водной среды. Обычно в сточной воде присутствуют загрязняющие вещества нескольких видов, причём часто сточные воды промышленных предприятий смешиваются с городскими. Требования к очистке сточных вод тесно связаны с рассмотренными процессами само- очищения и формирования биологической полноценности при- родной водной среды: − сток не должен нарушать систему самоочищения водной сре- ды; это означает отсутствие или слабое влияние на такие па- раметры, как температура, прозрачность, кислотность, содер- жание взвешенных частиц, ионов металлов переменной ва- лентности; − сток не должен обладать токсичностью в отношении обитате- лей водной среды; − в стоке не должно быть превышено максимально допустимое содержание биогенных элементов, стимулирующих "цветение" сине-зеленых водорослей. Что касается исключительно производственных вод, то их делят на три категории: - чистые воды (используемые для охлаждения); - условно чистые (применяют для промывания готовой продукции); - грязные воды Такое разделение промышленных стоков отражает фактиче- скую степень их загрязнения и позволяет проводить их раздель- ную очистку, что является часто оправданным экономически. 15 Для каждого вида сбросовых вод существует оптимальная степень очистки. С одной стороны, чем глубже очистка, тем больше экономические затраты на неё. С другой стороны, начи- ная с какого-то уровня очистки, сброс становится безвредным. Это обстоятельство должно приниматься во внимание при эко- номическом обосновании очистных сооружений и способов очи- стки. Для обработки сточных вод в настоящее время применяют механические, физико-химические и биохимические или биоло- гические методы отчистки. Механическая очистка служит, в основном, для извлечения из сточных вод минеральных примесей, а также является предва- рительной очисткой. В этом случае применяют такие методы как процеживание, отстаивание, осветление в гидроциклонах и фильтрование. При механических методах отчистки из сточных вод удаляют загрязнения, находящиеся в нерастворенном и час- тично коллоидном состоянии. Отбросы, имеющие большие раз- меры (тряпки, бумага, остатки овощей и фруктов, и т. д.), а также крупные фракции промышленных отходов задерживаются ре- шетками и направляются затем в дробилки для их дальнейшего измельчения. Основная масса нерастворимых остатков мине- рального происхождения, плотность которых значительно выше плотности воды (обычно это песок) улавливается песколовками. Загрязнения органического происхождения, находящиеся во взвешенном состоянии, проходят отчистку в отстойниках. Суть работы отстойников очень проста: вещества, плотность которых ниже плотности воды (масла, жиры, нефть и нефтепродукты, смолы), всплывают на поверхность, и их с помощью насосов от- деляют от воды. После такой механической отчистки и проведе- ния дезинфекции сточные воды можно спускать в естественный водоем, если они будут удовлетворять санитарным нормам. Од- нако, чаще всего, механическая отчистка является предваритель- ной. За механической очисткой обычно следует биохимическая, которая разрушает и удаляет органические загрязнения. Биохи- мические методы очистки сточных вод основаны на использова- нии жизнедеятельности микроорганизмов, окисляющих органи- 16 ческие вещества, находящиеся в сточных водах в коллоидном и растворенном состояниях. Физико-химические или химические методы очистки воды целесообразно применять для устранения, например, загрязнения воды ионами тяжелых металлов или токсичными отходами. При химических методах очистки загрязнения удаляются в результате химических реакций между загрязнителями и вводимыми в воду химическими реагентами. В результате как правило образуются соединения, выпадающие в осадок. Процессами химической очи- стки называют процессы, в которых происходит коагулирование, нейтрализация, химическое окисление, включая процесс озониро- вания. Физико-химическими методами очистки сточных вод яв- ляются методы, использующие экстракцию, коагуляцию, флота- цию, электролиз, эвапорацию, ионный обмен, кристаллизацию. В настоящее время стремятся применить такие методы очистки сточных вод, при которых удается, извлечь ценные вещества, на- ходящиеся в них. Такой способ очистки называется регенератив- ным. При очистке промышленных сточных вод накапливается большое количество осадков, которые необходимо обрабатывать. Для их обработки на очистных сооружениях традиционно преду- сматривают специальные сооружения: септики, двухъярусные от- стойники и осветители – перегниватели, а также метантенки, в ко- торых осадок перегнивает. Для обработки некоторых видов про- мышленных и бытовых осадков в настоящее время начинают применять новую технологию – сжигание в псевдосжиженном слое. Примером такой технологии являются строящиеся в на- стоящее время под Петербургом мусороперерабатывающие заво- ды, в которых твердые остатки будут сжигаться в печах с кипя- щим слоем песка, нагретого до высокой температуры. Качество воды природного водоема (водной экологической системы), куда осуществляют сброс или куда поступает вода по- сле антропогенного пользователя, определяют на основе анализа численных значений прежде всего таких показателей как количе- ство растворенного кислорода, биохимическое потребление ки- слорода (БПК), окисляемость и многих других (в зависимости от характера использования воды). Эти показатели также применя- ют и для оценки эффективности очистки сбрасываемых вод. 17 Важнейшей характеристикой для оценки состояния водо- емов является количество растворенного кислорода в воде. Сни- жение этого параметра указывает на резкое изменение биологи- ческих процессов в водоеме и на загрязнение воды веществами, легко биохимически окисляющимися. Концентрация кислорода, растворенного в водоемах санитарного водопользования в пробе отобранной до 12 часов дня должна быть не менее 4 мг кислоро- да/л в любой период года. Окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например, с дихроматом или перман- ганатом калия и другими. Результаты определения окисляемости приводят в миллиграммах кислорода на 1 л воды(мг кислоро- да/л). наиболее полного окисления достигают с помощью дихро- мата калия, до 95 – 100%. Поэтому дихроматную окисляемость часто называют «химическим потреблением кислорода» (ХПК). Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого водо- пользования 15 мг кислорода/л культурно-бытового – 30 мг ки- слорода/л. БПК – биохимическое потребление кислорода – показатель загрязнения воды, характеризуемый количеством кислорода, ко- торое за установленное время (обычно за 5 суток, БПК5) в аэроб- ных (в присутствии кислорода) условиях затраченного на окис- ление в одном литре воды органических веществ в результате протекающих в воде биохимических процессов при 20оС. При этом благодаря жизнедеятельности бактерий органические остат- ки: фрагменты белков, ДНК, РНК и пр. – окисляются до анионов или оксидов, например, до СО 3 − , SO 2− , РО 3− , СО2,. Н2О. Единицы 2 4 4 измерения БПК: мг кислорода/л. Установлено, что БПК5 состав- ляет 70% от полного БПК. Величина полного БПК регламентиру- ется в зависимости от категории водоема: не более 3 мг кислоро- да/л для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования и не более 6 мг кислорода/л для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. Ознакомившись с общими сведениями по воздействию че- ловека на водные экологические системы, рассмотрим ситуации, возникающие при конкретной хозяйственной деятельности, об- 18 судим возможные пути оптимизации природопользования с уче- том экономических и экологических показателей. 2. Лабораторная работа "МАЛАЯ РЕКА" Лабораторная работа "Малая река" посвящена организации мероприятий по охране водных ресурсов на ограниченной терри- тории с помощью рационального ведения производственной дея- тельности с учетом взаимосвязи многих природных и антропо- генных факторов. Цель работы заключается в выборе оптимальных параметров функционирования производственной системы для достижения максимальной прибыли от хозяйственной деятельности при ми- нимальном ущербе (а лучше при отсутствии его) для природы и людей. Лабораторная работа осуществляется в виде имитацион- ной игры, небольшими (2-4 человека) группами (командами) студентов. Решение подобного рода задач закрепляет у студентов теоре- тический материал дисциплины "Экология" и развивает навыки планирования и руководства при осуществлении производствен- ной деятельности. В работу может быть внесён эффект состязательности. Следует отметить, что объекты хозяйственной деятельности, представленные в игре "Малая река", следует рассматривать чис- то условно. На их месте могут быть предприятия любой отрасли: химической, машиностроительной, транспорта, энергетики и т.п. Здесь важен сам подход к осуществлению хозяйственной деятельности при необходимости учёта целого ряда факторов, включая экологическую защиту. 2.1. Условия и правила игры 2.1.1. Состав природо-хозяйственной системы В программе имитационной компьютерной игры "Малая ре- ка" моделируются процессы в экосистеме, включающей: − участок реки; − промышленное предприятие; 19 − животноводческий комплекс (ферму); − сельхозугодия; − жилой посёлок; − передвижную станцию контроля качества воды (ПСК). На экране монитора представлена схема размещения эле- ментов экосистемы. 2.1.2. Характеристика элементов природо-хозяйственной системы Участок реки имеет определённую глубину, ширину, ско- рость течения. Во время паводка скорость течения и расход воды в реке повышаются (это можно наблюдать в режиме работы по месяцам). Промышленное предприятие расположено в верхней части реки. При своем функционировании оно сбрасывает в реку про- мышленные стоки, содержащие органические вещества. Количе- ство сточных вод зависит от объема производимой продукции, которая может изменяться от 0 до 150 единиц в сутки. Производ- ство единицы продукции дает 0.1 куб. метра стока при БПК 2000 мг. /литр. Животноводческий комплекс расположен в середине тече- ния реки и предназначен для выращивания свиней (от 0 до 2000 голов) или крупного рогатого скота (от 0 до 1000 голов). При вы- ращивании животных в сутки образуется с каждой свиньи 4.5 литра навозной жижи с БПК 6000 мг/литр и по 14 литров навоз- ной жижи с каждой коровы с БПК 8000 мг/литр. На сельхозугодиях можно выращивать пшеницу, рожь, яч- мень, кукурузу и картофель. Для повышения урожайности можно вносить удобрения, известковать почву и применять ядохимика- ты. Предельные дозы внесения удобрений и ядохимикатов: − азотные, калийные, фосфорные удобрения - не более 50 кг/га для каждого вида; − органические удобрения - не более 20 т/га: − известкование - не более 2 т извести на гектар: − метафоса (средство борьбы с вредителями) – не более 30 кг/га; − цинеба (средство борьбы с болезнями) - не более 3.5 кг/га; − атразина (средство борьбы с сорняками) - не более 6.0 кг/га. Жилой поселок производит забор воды из реки для снабже- 20