Источники загрязнения природных вод

Вещества, вызывающие нарушение качества природной воды называются загрязняющими. Загрязнения бывают: минеральные, органические, бактериологические, химические, радиоактивные и тепловые.

К минеральным загрязнениям относят: песок частицы грунта, масла соли кислоты щелочи. Источниками минеральных загрязнений являются металлургические и машиностроительные заводы, предприятия нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, сбрасывающие сточные воды в водоем.

Нефть и нефтепродукты – являются основными минеральными загрязнениями природных вод. Наличие на поверхности воды масел и нефти ухудшает обменные процессы, снижает содержание кислорода в воде, что приводит к гибели животных и растений, обитающих в водной среде.

Степень загрязненности природных вод различными минеральными примесями характеризуется концентрацией. Концентрацией загрязнений

называют их количество, содержащееся в единице объема сточных вод,

С, (мг/л).

К органическим загрязнениям – относят загрязнения растительного и животного происхождения. Они содержатся в бытовых стоках и сточных водах мясокомбинатов, кожевенных, пивоваренных и других пищевых производствах. Содержащиеся в сточной воде микроорганизмы, бактерии, дрожжевые и плесневые грибки составляют группу органических загрязнений.

Показателем органического загрязнения природных вод является биохимическая потребность в кислороде, БПК_полн - это количество кислорода, необходимое на биохимическое окисление органических загрязнений, находящихся в 1 литре, (мг/л).

Под воздействием биохимических процессов сложные органические вещества распадаются на простые безвредные соединения.

Для полного окисления органических загрязнений биохимическим путем при температуре 20^оС требуется промежуток времени до 100 суток. Для практических целей определяют двадцатисуточную (БПК₂₀) или пятисуточную (БПК₅) биохимическую потребность в кислороде.

Для более полной оценки содержания органических веществ в сточных водах определяют химическую потребность в кислороде (ХПК).

ХПК - называют количество кислорода, необходимое для полного окисления всех органических загрязнений, содержащихся в сточных водах, химическими методами и выражают в мг/л.

Бактериальные загрязнения – особенно опасны для природных источников из-за содержания в них большого числа болезнетворных микроорганизмов, в частности, яиц гельминтов (глистов). Поступают со сточными водами животноводческих хозяйств, инфекционных больниц,

пунктов санитарной обработки.

В связи с тем, что при бактериологическом анализе природной воды определение патогенных бактерий затруднено, процесс сводится к нахождению кишечной палочки (бактерии группы коли) в 1 мл воды, растущей при температуре 37^оС. Наличие в воде кишечной палочки имеет индикаторные свойства, т.е. свидетельствует о загрязнении воды выделениями людей и животных. Показателями бактериальных загрязнений являются:

Коли-индекс - количество кишечных палочек, находящихся в единице объема воды.

Коли-титр – единица объема воды, в котором содержится одна кишечная палочка, (мл, л).

К химическим загрязнениям водной среды относят тяжелые металлы ртуть, свинец, цинк, олово, медь. Большую опасность для водной среды представляет ртуть и ее соединения. Источниками химических загрязнений являются химические, горнодобывающие и перерабатывающие предприятия. Тяжелые металлы аккумулируются в водных организмах, вызывая сильнейшую интоксикацию и в дальнейшем их гибель.

Радиоактивные загрязнения – стронций (Sr-90), цезий (Cs –137), уран (U-131) и др. представляют наибольшую опасность для природных вод и живых организмов. Поэтому сброс стоков, содержащих радиоактивные загрязнения, в водоем запрещен. Основным источником радиоактивных загрязнений являются атомные электростанции (АЭС) и урановые рудники. При попадании радиоактивных веществ в водоемы, происходит процесс их биологической концентрации в водные организмы, что приводит к гибели или генным изменениям водных обитателей.

Радиоактивные отходы сливают в специальные подземные резервуары, расположенные в контролируемых местах или закачивают в глубокие бессточные подземные слои.

Тепловые загрязнения – причиняют значительный ущерб водоемам, нарушая их термический, гидрохимический и гидробиологический режимы, что крайне неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности животных и растений, населяющих водный объект. Источником теплового загрязнения являются тепловые электростанции (ТЭС), сбрасывающие теплые стоки в водоемы.

Основными источниками загрязнения подземных вод являются: накопители промышленных отходов; закачка загрязненных вод в глубокие подземные слои; инфильтрация загрязнений с городских и промышленных территорий; фильтрация из загрязненных рек.

При этом загрязнения подземных вод по видам такие же, как и поверхностных вод.

1.5. Допустимая антропогенная нагрузка на водные ресурсы

Под допустимой антропогенной нагрузкой понимают воздействие человека на водные ресурсы, которое не меняет или меняет качество природной воды в допустимых пределах. Если антропогенная нагрузка превышает допустимую, то ее воздействия причиняют ущерб водному объекту.

Основными компонентами, определяющими антропогенную нагрузку на водные ресурсы, являются загрязнение, засорение и истощение.

З агрязнение - изменение состава и свойств природных вод под влиянием деятельности общества, при котором эти воды становятся частично или полностью непригодными для использования.

Засорение – поступление в водоем посторонних нерастворимых

предметов, практически не влияющих на качество природных вод (древесина, шлак, строительный мусор).

Истощение – сокращение количества воды в водоеме, происходящее под влиянием деятельности общества и носящее устойчивый характер.

Загрязнения природных вод проявляются в следующем виде:

изменение физических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запаха, привкуса) и химического состава (образование вредных веществ);

появления плавающих примесей на поверхности воды и отложений на дне;

сокращение растворенного в воде кислорода;

образование новых бактерий, в том числе болезнетворных.

Водные объекты с допустимой степенью загрязнения могут использоваться для всех видов водопользования без ограничений, с умеренной степенью загрязнения используется только для культурно-бытового водопользования, с высокой степенью загрязнения опасны для любого вида водопользования. Водоемы с чрезвычайно высокой степенью загрязненности абсолютно непригодны для всех видов водопользования.

Для оценки качества природных вод используют показатели их нормативных состояний, определяемые потребностями и возможностями общества в использовании водного источника.

Наиболее распространенными нормативными показателями являются:

ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества;

ПДС – предельно допустимый сброс загрязняющих веществ.

ПДК, ( мг/л, г/м³) – максимальная концентрация загрязняющего вещества в природной воде, не оказывающая прямого или косвенного влияния на ее состояние.

При поступлении в водный объект нескольких загрязняющих веществ, должно соблюдаться условие:

, (4)

где С₁…С_n - концентрация каждого загрязняющего вещества в воде водоема,

мг/л; ПДК₁…ПДК_n - нормативные предельно допустимые концентрации каждого загрязняющего вещества, мг/л.

При этом каждая из концентраций загрязнения С₁…С_n может быть меньше соответствующего ПДК, но совместное их воздействие на водоем окажется недопустимым.

Сточные воды со степенью загрязнения, приводящей к превышению ПДК в контрольном створе водоема, сбрасывать категорически запрещено.

ПДС, (мг/сут, г/сут ) - максимально допустимая масса загрязняющего вещества, которая может быть отведена в установленном режиме в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения нормативных показателей качества природной воды в контрольном створе.

ПДС определяется с учетом ПДК загрязняющих веществ в местах водопользования и водоотведения.

ПДС – устанавливается в соответствии с «Инструкцией по нормированию выбросов загрязняющих веществ в водные объекты» и «Инструкцией о порядке согласования и выдачи разрешения на специальное водопользование».

Значение ПДС определяется для всех категорий водопользования по основным загрязняющим веществам по формулам:

ПДС_i = Q_общ С_i, (5)

Q_общ = Q_пр + Q_нас , (6)

где Q_пр и Q_{нас .} – соответственно расход сточных вод от промышленных предприятий и населения, м³/сут; С_i - концентрация i- го загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³.

Предприятия и организации должны согласовать объемы сбросов в водоем с органами охраны природы на местах. После согласования выдается разрешение и утверждается ПДС с указанием перечня и количества загрязняющих веществ, допускаемых к сбросу в водоем, а также утверждаются свойства сточных вод. Срок действия разрешения 3…5 лет.