Оценка качества очистки сточных вод (стр. 8 из 9)

14. Окислительные свойства речной воды, мг О2/дм3

Показа-тель	До сброса				После сброса				ПДК
	Зима	Весна	Лето	Осень	Зима	Весна	Лето	Осень
Перманг. окисля-емость	4, 58±0, 10	5, 02±0, 20	7, 50±0, 10	5, 98±0, 2	6, 09±0, 20	7, 58±0, 10	9, 45±0, 10	7, 59±0, 20	7, 00
БПКполн	2, 16±0, 10	2, 09±0, 10	1, 75±0, 10	1, 68±0, 10	3, 79±0, 50	3, 65±0, 10	3, 64±0, 20	2, 54±0, 10	2, 00
Раств.кислород	6, 00±0, 10	6, 20±0, 20	6, 40±0, 10	6, 10±0, 20	5, 70±0, 20	4, 81±0, 30	6, 20±0, 40	6, 00±0, 20	Не <6, 00

Исходя из того, что перманганатная окисляемость является показателем легкоокисляемой органики, можно полагать, что содержание легкоокисляемых загрязняющих веществ органической природы в реке достаточно высоко. Однако необходимо учитывать, что среди загрязняющих веществ имеются органические соединения, которые могут служить субстратом для микроорганизмов. Поэтому при оценке качества воды используют такой важный показатель как биохимическое потребление кислорода (БПК).

Как показывают данные таблицы 14 и рисунка 3, наиболее высокие значения БПКполн установлены в речной воде до сброса стоков зимой и весной, которые превышали ПДК на 8 и 6, 5 % соответственно, после сброса – зимой - в 1, 9, весной и летом – в 1, 8 раза, осенью значение этого показателя снижалось, но все же превышало уровень ПДК на 27 %.

Факт увеличения БПКполн в весенний и летний периоды можно объяснить поступлением в реку поверхностного стока. Почвенный покров, богатый органическими веществами, смываемый частично талыми и ливневыми водами, является источником загрязнения реки органическими веществами, увеличивающими в воде величину БПКполн. Поэтому факт высокого значениия БПКполн речной воды в точке выше сброса очищенных сточных вод объясняется антропогенным загрязнением самих поверхностных вод органическими и минеральными веществами, смываемыми с несанкционированных свалок на берегу реки, на окисление которых также расходуется кислород.

Рис. 3. Сезонная динамика БПКполн в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод

В то же время нельзя исключать очень важный фактор, существенно влияющий на результат углеводного БПК - это процесс нитрификации в пробе, значительно увеличивающий потребление кислорода, которое заметно возрастает после завершения биохимического разложения углеродсодержащих органических загрязняющих веществ в начале стадии нитрификации. По этой причине результаты анализа БПКполн могут быть сильно искажены, что особенно характерно для проб, содержащих нитрифицирующие бактерии и азотистые загрязнения.

В целом, полученные данные исследований свидетельствуют, что большое количество кислорода речной воды расходуется для дыхательной деятельности микроорганизмов, использующих органическое вещество из исследуемых вод для роста и метаболизма.

Данное предположение подтверждается снижением уровня содержания растворенного кислорода, по сравнению с ПДК в речной воде после сброса - зимой – на 5; весной – на 19, 8 %.

Тяжелые металлы - наиболее распространенная группа токсичных, трудноокисляемых загрязнений, присутствующих в водах как сточных, так и природных. В водах металлы представлены разнообразными химическими соединениями во взвешенной, коллоидной, растворенной и нерастворенной формах.

Катионы металлов по своей токсичности значительно различаются и по убыванию их можно расположить в следующий ряд: Hg2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Sn2+>Ba2+>Fe2+>Mn2+>Sr2+>Mg2+>Ca2+ (Фрумин, 1995).

В процессе биохимической очистки часть ионов тяжелых металлов аккумулируется илом. Экспериментально установлены усредненные нормы эффективности удаления некоторых металлов на сооружениях биологической очистки: Сг - 63-99%, Си - 69-98%, Zn - 44-100%, Ni - 25-74%, Fe - 87-98% (Brown, Lester, 1979).

Нами проведены исследования по измерению массовой концентрации железа общего, никеля и хрома в воде реки Сухона до и после сброса в нее очищенных сточных вод.

15. Содержание тяжелых металлов в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

Показа-тель	До сброса				После сброса				ПДК
	Зима	Весна	Лето	Осень	Зима	Весна	Лето	Осень
Железо общее	0, 050±0, 001	0, 090±0, 001	0, 170±0, 001	0, 120±0, 002	0, 080±0, 001	0, 100±0, 040	0, 220±0, 020	0, 190±0, 050	0, 100
Никель	0, 002±0, 0001	0, 001±0, 0002	0, 003±0, 0001	0, 003±0, 0001	0, 003±0, 0002	0, 002±0, 0001	0, 004±0, 0001	0, 004±0, 0002	0, 010
Хром	0, 003±0, 0001	0, 002±0, 0001	0, 002±0, 0001	0, 002±0, 0001	0, 004±0, 0001	0, 003±0, 0001	0, 003±0, 0001	0, 003±0, 0001	0, 070

Результаты исследований показали, что концентрация железа в пробах воды после превышала ПДК во все изучаемые периоды, кроме зимнего (таблица 15).

Наиболее высокое содержание железа общего нами установлено в речной воде до сброса летом - 0, 17 мг/дм3, что выше ПДК в 1, 7 раза, весной и осенью оно несколько снижалось, но все же было осенью в 1, 2 раза выше ПДК. После сброса очищенных сточных вод во все периоды значение изучаемого показателя увеличивалось и продолжало превышать нормативный уровень в 2, 2 раза летом и в 1, 9 раз осенью, весной было равно ПДК. Железо — один из наиболее распространенных после алюминия компонентов земной коры (4, 65% по массе): в воде океанов его массовый кларк составляет 0, 000001%, в биосфере - 0, 0005%. В природных водах его среднее содержание колеблется в интервале 0, 01-26, 0 мг/л. В большинстве водоемов концентрация железа составляет до 0, 01 мг/л.

Железо входит в состав дыхательных белков, поэтому роль его в организме весьма важна. Железо служит необходимым материалом для синтеза гемоглобина. Этот процесс протекает нормально при наличии определенных количеств железа, меди и кобальта. Активно аккумулирует железо водная флора, причем интенсивность накопления зависит от времени года. Содержание железа в моллюсках значительно зависит от видовых и региональных различий. Высокие концентрации железа оказывают токсический эффект на гидробионтов.

Содержание никеля и хрома в речной воде было ниже допустимых величин во все наблюдаемые периоды (кроме зимнего) до и после сброса очищенных сточных вод. Самые высокие концентрации никеля были установлены летом и осенью, хрома – зимой.

Никель относится к редким элементам, но в отдельных местностях содержание его весьма значительно. Кроме природных никелевых провинций существуют еще и техногенные. Наиболее токсичными считают хорошо растворимые хлорид никеля, ацетат никеля, сульфат никеля, наименее токсичным является металлический никель.

Согласно литературным данным, токсическое действие хлорида никеля проявляется при концентрации 2, 5 мг/мл воды.

Важным моментом наших исследований является выявление в речной воде хрома - металла, поступающего в природные водоемы, в основном, в результате антропогенной деятельности.

В воде встречаются трехвалентные катионы хрома в составе его сульфатов, хлоридов и нитратов или шестивалентный хром в виде анионов гидрохромата и хромата. В воде растворяются хлориды, нитраты и сульфаты хрома, хроматы и бихроматы натрия, калия, аммония. На рыб хром оказывает кожно-резорбтивное действие.

Помимо специфического токсического действия ионов хрома, его соединения (хромноватая кислота и бихроматы) влияют на рыб косвенно, снижая рН воды. С повышением жесткости воды токсичность соединений хрома снижается.

В связи с тем, что многие загрязняющие вещества в воде реки Сухона до и после сброса очищенных сточных вод находились в концентрациях, превышающих ПДК, нами проведена интегральная оценка водоема (по среднегодовым данным).

С этой целью для расчета индекса загрязняющих веществ (ИЗВ), нами выбраны следующие показатели: рН, концентрация взвешенных веществ, содержание растворенного кислорода, БПКполн, перманганатная окисляемость, концентрация общего железа.

До сброса очищенных сточных вод ИЗВ составил 1, 34: после сброса - 1, 69.

Согласно полученным значениям ИЗВ можно сделать заключение, что вода реки Сухона на момент исследования соответствовала 3 классу качества и характеризовалась как «умеренно загрязненная».

Таким образом, любые загрязняющие гидросферу вещества, в том числе и металлы, должны тщательно исследоваться и оцениваться. При этом необходимо учитывать не только острое, но и продолжительное или хроническое воздействие загрязняющих веществ и соответствующие им симптомы интоксикации у людей, животных, рыб и растений.

Выводы

1. Из-за нестабильной работы МУП «Водоканал» происходит неконтролируемый сброс в реку Сухона сточных вод, содержащих тяжелые металлы и органические вещества в количествах, превышающих ПДК.

2. Сточные воды, поступающие на очистку не соответствуют требованиям СанПиН по прозрачности. Концентрация фосфатов была выше ПДК в 6, 7 раз, зимой, весной, летом и осенью в 11, 9; 16, 5; 7, 8 раз.

3. Биохимическое потребление кислорода было в пределах допустимых величин, однако, летом превышало ПДК в 8, 8 раза.

4. Содержание тяжелых металлов во все периоды года превышает ПДК: по железу общему – в 1, 2 – 3, 5 раз, по никелю – 1, 7-1, 8 раза, по хрому – на 18-35 %.

5. В сточных водах после очистки установлены повышенные концентрации некоторых компонентов, которые превышали предельно допустимые: по взвешенным веществам – в 2, 91, оседающим веществам – в 2, 21 раз, нитритам – в 2, 25, фосфатам – 7, 4, 3, БПК полн, - 2, 3, железу общему – в 2, никелю – в 1, 5, хрому8, 6 раз.