4. Основні забруднюючі компоненти поверхневого стоку на урбанізованих територіях

Встановлено, що в урбанізованих зонах з розвиненим агропромисловим сектором з поверхневим стоком у водні об’єкти надходить більше 80% забруднюючих речовин [42]. Контроль за відведенням забрудненого поверхневого стоку регламентується Державним стандартом України ДСТУ 3013-95 “Правила контролю за відведенням дощових і снігових стічних вод з територій міст і промислових підприємств”.

На інтенсивність забрудненості поверхневого стоку з території населених пунктів впливають такі фактори, як благоустрій території, щільність населення, інтенсивність руху транспорту і пішоходів. Ці показники постійно змінюються в процесі урбанізації.

У повітряний басейн міського середовища з викидами промислових підприємств і транспорту за рік потрапляють різноманітні шкідливі речовини. Залежно від кількісного та якісного складу промислових викидів, їх періодичності, висоти, на яку вони здійснюються, а також від кліматичних умов, які визначають перенесення, розсіювання викидів і вимивання шкідливих речовин атмосферними опадами, від інтенсивності фотохімічних реакцій у атмосфері та багатьох інших факторів формується рівень забруднення атмосферного повітря міста [10, 16].

Забруднення атмосферних опадів є похідним від забруднення повітряних мас, тому їх цілком можна використовувати як чутливий індикатор забруднення атмосфери. Рівень забруднення атмосферних опадів дає змогу визначити також відповідне забруднення ґрунтів у результаті осадження забруднювальних речовин з атмосфери.

Сніг знаходиться в більш тривалому контакті з атмосферним повітрям, ніж дощ, і тому під час його дослідження ймовірність виявлення забруднювачів в атмосфері більш висока. Тому використання снігового покриву як індикатора забруднення довкілля дозволяє значно підвищити ефективність контролю забруднення атмосфери, водних об’єктів, ґрунтів. Інтерес до вивчення складу снігу визначається тим, що він впливає на розвиток процесів ґрунтоутворення, удобрення ґрунтів поживними речовинами, на формування хімічного складу поверхневих та ґрунтових вод.

Сніговий покрив забруднюється в два етапи:

– забруднення сніжинок під час їх утворення в хмарі і випадання на місцевість – вологе випадання забруднюючих речовин зі снігом;

– забруднення снігу, що вже випав, у результаті сухого випадання забруднювальних речовин з атмосфери, а також їх надходження з підстилкового покриву і гірських порід [24].

У період між випаданням опадів хімічний склад снігу поповнюється за рахунок спонтанного “сухого” осадження аерозолів. Вони фіксуються в сніговому покриві тонкими прошарками сірого, коричнево-сірого, брудно-сірого та інших відтінків, відділяючи різновікові горизонти.

За Водним кодексом України, поверхневий стік з забудованих територій (дощовий, талий, мийний) відноситься до категорії стічних вод.

Із загальної кількості забруднюючих речовин, що містяться у всіх видах стічних вод, що відводяться з території міста, на частку поверхневого стоку припадає близько 78% зважених речовин, 20% органічних сполук і 68% нафтопродуктів [23].

Підвищена кількість аерозольних часток та газових домішок у повітрі приводить до забруднення атмосферних опадів, що розглянуто у роботах Е. Ю. Безуглої [3], М. Є. Берлянда [4], К. Г. Владимирової [8], Г. В. Дмитрієвої, Ю. А. Ізраеля [15]. Опади в свою чергу призводять до забруднення таких компонентів ландшафту як ґрунти та поверхневі водойми. Атмосферні опади є джерелом забруднення ґрунтів, а отже і рослинності, тому що велика кількість забруднюючих речовин вимивається опадами з атмосфери.

Забруднюючі речовини, присутні в поверхневому стоці міських територій – це мінеральні і органічні домішки природного походження, що утворюються в результаті адсорбції газів з атмосфери і ерозії ґрунту, грубо дисперсні домішки (частинки піску, глини, гумусу), а також розчинені органічні і мінеральні речовини; речовини техногенного походження в різному фазово-дисперсному стані (нафтопродукти, компоненти дорожніх покриттів, сполуки важких металів, СПАР та інші компоненти, перелік яких залежить від профілю підприємств місцевої промисловості); бактеріальні забруднення, що потрапляють у поверхневий стік при поганому санітарно-технічному стані території та каналізаційних мереж [33].

Основними забруднюючими компонентами поверхневого стоку, що формується на урбанізованих територіях є продукти ерозії ґрунту, які змиваються з газонів і відкритих ґрунтових поверхонь; побутове сміття, компоненти дорожніх покриттів і будівельних матеріалів, що зберігаються на відкритих складських майданчиках, а також нафтопродукти, що потрапляють на поверхню водозабору в результаті несправності автотранспорту та іншої техніки [34].

Дослідженнями встановлено [1], що поверхневий стік, який формується на територіях населених пунктів та промислових майданчиках значною мірою забруднений і негативно впливає на водні об’єкти. Поверхневі стоки здатні внести у водні об’єкти до 99% забруднень.

Поверхневий стік, утворений під час випадіння атмосферних опадів, поливу та миття території, змиває і виносить до водойм та річок розчинні та нерозчинні суміші.

Характерними забруднювачами поверхневого стоку є завислі частинки, концентрація яких коливається від декілька міліграмів до десятків грамів в літрі води. В основному це продукти ерозії ґрунту, пил, будівельні матеріали, а також сировина, продукти та матеріали, що зберігаються на відкритих складських майданчиках, викиди в атмосферу, різні нафтопродукти, хімічні речовини та бактеріальні забруднення.

Проведені дослідження [22] показали, що поверхневий стік має в середньому за період дощу концентрацію завислих речовин 600 мг/л, БСК_повн. 60 мг/л та вміст нафтопродуктів близько 20 мг/л, причому максимальна концентрація забруднень в поверхневому стоці спостерігається на початку дощу і може перевищувати середню в десятки разів [44].

Концентрація завислих частинок у дощовому стоці для багатьох міст Європи в залежності від характеру водозбірного басейну коливається від 15 мг/л до 20000 мг/л. Концентрація нафтопродуктів – від 0,25 мг/л до 60 мг/л. Концентрація органічних речовин (БПК 20) в дощовому стоці коливається від 40 до 90 мг/л, а в талому – від 70 до 150 мг/л. Поливомийні води характеризуються концентраціями завислих частинок від 600 до 1000 мг/л, нафтопродукти – 10-15 мг/л для житлових районів та 8000-1500 мг/л для промислових районів. Для транспортних магістралей з інтенсивним рухом концентрація нафтопродуктів коливається в межах від 15 до 30 мг/л. Це призводить до забруднення та замулення водойм [29].

У цілому склад забруднень поверхневого стоку і їхні концентрації істотно змінилися за останні 10 років з ряду причин. Однак основними можна назвати:

• у кілька разів збільшилася щільність автомобільного потоку, а отже, і концентрація забруднень у змивах з автомобільних доріг;

• внаслідок недосконалості системи збору рідких і твердих побутових і промислових відходів частина з них потрапляє в зливову каналізацію [28].