2379

Диаграмма позволяет обнаружить значения функции подэтапа, доля которых в затратах превосходит их значимость. Благодаря полной иструктурированной информации о функциях технологического процессасортировкиТБОвозможновыявитьисократитьобъемызатрат.

Разработанный алгоритм построения функционально-стоимостной диаграммы сортировки твердых бытовых отходов учитывает морфологический состав исходных ТБО, технические характеристики, стоимость оборудования и эксплуатационные затраты при реализации отдельных подэтапов. При применении функционально-стоимостной диаграммы можно определить мало- и неэффективные подэтапы, которые возможно модернизировать за счет изменения стоимостной, функциональной значимостей и одновременно обеих значимостей или исключить их из технологической схемы. Данный методический подход является наиболее надежным способом оценки и принятия решений в управлении технологического процесса сортировки ТБО, особенно при организации строительствамусоросортировочныхкомплексов.

Список литературы

1.Полыгалов С.В., Ильиных Г.В. Выбор наилучшего метода использования ресурсного потенциала твердых бытовых отходов // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Пермь, 2014. – С. 308–311.

2.Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. – изд. 3-е, перераб. и доп. – СПб.: Изд-во С-Петерб.

гос. пед. ун-та, 2003. – 520 с.

3.Полыгалов С.В., Ильиных Г.В., Коротаев В.Н. Комплексный подход к промышленной сортировке твердых бытовых отходов // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика: материалы XI Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. – Пермь: Изд-воПерм. нац. исследполитехн. ун-та, 2014. – С. 123–127.

4.Булаев Н.И. Решение технико-экономических задач методом функционально-стоимостного анализа: учеб. пособие / Моск. гос. ин-

дустр. ун-т. – М., 2006. – 198 с.

5.Бузина А.В., Бутакова Н.М. К вопросу применения функ- ционально-стоимостного анализа // Молодежный научный форум: общественные и экономические науки: материалы II студенческой меж-

191

дунар. заоч. науч.-практ. конф. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.nauchforum.ru/node/450 (дата обращения: 29.09.14).

6. Куликов Я. В., Третьякова О. А. Системы управления стоимостью: инструменты для инструментов (функционально-стои-мостный анализ) // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Социально-экономические науки. – 2012. –

№ 15. – С. 110–116.

Сведения об авторах

Полыгалов Степан Владимирович – аспирант кафедры «Ох-

рана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, е-mail: Polyste17@mail.ru.

Ильиных Галина Викторовна – старший преподаватель кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследователь-

скийполитехническийуниверситет, е-mail: Galina.perm.59@yandex.ru.

Коротаев Владимир Николаевич – доктор технических наук,

проректор по науке и инновациям, профессор кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский поли-

технический университет, е-mail: Korotaev@pstu.ru.

192

УДК 628.1+644.6:556

Е.Д. Скалев, Е.В. Артюков, Т.Г. Крупнова, И.В. Машкова, А.М. Кострюкова

ПРОБЛЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

ИВОДООТВЕДЕНИЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ИЛЬМЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗАПОВЕДНИКА

Рассматривается проблема водоснабжения и водоотведения на территории научной базы южного лесничества Ильменского государственного заповедника. Проведен химический анализ воды из скважин. Выявлены причины несоответствия качества питьевой воды существующим нормативам. Даны рекомендации по улучшению существующего положения.

Ключевые слова: водоснабжение, подземные воды, питьевая вода, фи- зико-химические показатели качества воды, очистка сточных вод.

E.D. Skalev, E.V. Artyukov, T.G. Krupnova,

I.V. Mashkova, A.M. Kostryukova

PROBLEMS OF WATER SUPPLY

AND WASTEWATER TREATMENT OF SCIENTIFIC AND PRODACTOIN CENTER ILMEN STATE RESERVE

The present work deals with the problem of water supply and wastewater treatment of scientific center which is located at south forestry Ilmensky state reserve. Chemical analyses of water from wells have been conducted. Causes of discrepancy of drinking water quality to the existing guidelines have been identified. Recommendations for improving the existing situation have been given.

Keywords: Water supply, Well Water, drinking water, physico-chemical parameters of water quality; wastewater treatment.

Ильменский государственный заповедник расположен на восточных склонах Южного Урала, в Челябинской области, к северовостоку от города Миасс. Научно-производственная база заповедника расположена на восточном берегу Ильменского озера.

Ежегодно на территории базы в летний период проводят исследовательскую работу в рамках полевых практик научные коллективы ведущих университетов Российской Федерации – Московского госу-

193

дарственного университета, Казанского федерального университета, Национального исследовательского Южно-Уральского государственного университета. В июле на базе одновременно может проживать до 300 человек, тогда как в остальные месяца – 2–3 штатных сотрудника. Таким образом, в летний период остро встает проблема водоотведения и обеспечения научной базы водой питьевого качества.

Исследования проводили в июле 2014 г. на территории научной базы Ильменского государственного заповедника, расположенной на берегу озера Ильменское.

Отбор проб воды для определения физико-химических параметров и гидрохимического анализа осуществляли в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000. Химико-аналитические исследования проб воды в каждой точке производили в лаборатории согласно стандартным методикам. Для спектрофотометрических исследований был использован фотоколориметр КФК-3. Для потенциометрических и кондуктометрических измерений использовали портативные Мультитест ИПЛ и Мультитест КСЛ соответственно.

Водоснабжение базы осуществляется из трех скважин (рисунок). Отметим, что скважины эксплуатируются лишь в летнее время. На зиму скважины запечатывают, и работники базы на питьевые и хо- зяйственно-бытовые нужды используют привозную воду.

Скважина № 1 эксплуатируется более 30 лет. Ее глубина составляет 30 м. Воду из скважины используют для приготовления пищи в кухне-столовой № 1. Также рядом со зданием кухни-столовой № 1 имеется уличный кран, из которого вода используется для умывания. Скважина наполняется медленно, поэтому в кран в случае необходимости подается вода из скважины № 3.

Из скважины № 2 вода используется в бане для хозяйственнобытовых нужд (мытья, стирки белья) и питьевых нужд работников базы, постоянно проживающих на ее территории. Скважина была пробурена в 2013 г., ее глубина составляет 40 метров.

Скважина № 3 имеет глубину 22 м и пробурена в 2014 г. рядом со старой скважиной, поскольку после многолетней эксплуатации произошло разрушение обвязки скважины (обсадной трубы) и насосное оборудование ушло под землю. Из этой скважины снабжаются душевые кабины, кухня-столовая № 3 и уличные краны, расположенные рядом с кухней-столовой № 3 и спальным корпусом № 1.

194

Рис. План-схема научно-производственной базы

Сбор хозяйственной воды (душ, баня) на территории базы в настоящее время производится в организованные канавы. На базе имеются уличные туалеты с выгребными ямами. Только в одном туалете выгреб оборудован бетонными кольцами, тогда как согласно СанПиН 42-128-4690-88 выгреб должен быть водонепроницаемым. Кроме того, согласно СНиП 30-02-97 с учетом изменений 2001 г., при отсутствии центральной канализации нужно пользоваться пудр-клозетами и биотуалетами. И это вполне логично, ведь выгребная яма – это фильтрующий колодец, пополняющий своим содержимым грунтовые воды. Поэтому выгребная яма располагается как можно дальше от жилой постройки. В обычном случае достаточно удалить ее на 12 м, а что

195

касается расположения относительно колодцев и скважин, то тут требования жестче – не ближе 30 м.

Втечение ряда лет вывоз твердых бытовых отходов (ТБО)

стерритории базы не производился. Отходы складировались в фундамент разрушенного корпуса (рисунок) и пересыпались грунтом. Это нарушает требования СанПиН 42-128-4690-88, согласно которому ТБО должны вывозиться мусоровозным транспортом, а жидкие отходы из неканализованных строений – ассенизационным вакуумным транспортом. В настоящий момент руководством научнопроизводственной базы предприняты меры по устранению данных нарушений: организована контейнерная площадка и вывоз ТБО, все туалеты будут переоборудованы, организован вывоз жидких отходов специальным транспортом.

Вводе из всех скважин обнаруживается (таблица) высокое содержание различных форм азота (аммонийного, нитратного, нитритного). Окисляемость воды из скважины № 3 превышает значение ПДК

и составляет 9,2 мгО2/л. Такие же высокие значения окисляемости (10 мгО2/л) зафиксированы в кухне-столовой, которая снабжается водой из скважины № 3. Также повышено содержание аммонийного азота – более 1,5 мг/л. Хотя норматив содержания аммонийного азота в питьевой воде составляет 2 мг/л (СанПиН 2.1.4.1074-0 ), при производстве бутилированной питьевой воды принят более жесткий норматив на содержание аммиака (0,1 мг/л для первой и 0,05 мг/л для высшей категории качества) (СанПиН 2.1.4.1116-02).

Скважина № 3 глубиной 22 м пробурена на первый водоносный слой. Он слабо изолирован от поверхностных вод и подвержен антропогенному загрязнению. Поэтому причиной непригодности воды для питьевых целей могут быть как природные процессы, так и антропогенное влияние. Первая причина связана с климатическими особенностями июля 2014 г. В ходе исследований нами воды о. Ильменское были обнаружены высокие значения окисляемости, которые достигали 28 мгО2/л. Согласно же предыдущим исследованиям [1–3] и литературным данным [4], о. Ильменское относится к мезотрофному типу, для него не характерно столь высокое содержание органических веществ. Такие аномально высокиезначенияокисляемостисвязанысхарактернымидляиюля2014 г. следующими природными процессами. Юго-западная часть озера заболочена, ссплавинамипобереговойлинии, переходящимивболото.

196

Таблица

Результаты анализа воды скважин научно-производственной базы Ильменского заповедника

От болота озеро отделено грядой. В 2014 г. в результате затяжных дождей уровень воды в озере поднялся выше гряды, которая является водоразделом, и в озерную воду попала болотная. Этим же объясняются повышенные значения аммонийного азота (до 0,85 мг/л) в воде озера. Значительное ухудшение показателей качества воды о. Ильменское могло привести к ухудшению качества воды из скважины № 3. Другая причина – несоответствующее требованиям обустройство туалетов, отсутствие систем очистки хозяйственно-бытовых стоков. В пользу этой гипотезы говорит значительно более высокое содержание ионов аммония в подземных водах (более 1,5 мг/л), чем в озере Ильменское (до 0,85 мг/л). Скорее всего, имеет место всё же постоянное просачивание в подземные горизонты фекальных стоков.

В воде скважины № 2 обнаружено превышение ПДК по нитратам – 49,5 мг/л. Эта скважина более глубокая – 40 м. Причиной и в этом случае может быть антропогенное загрязнение фекальными стоками, содержащими аммонийный азот, который в восстановительных условиях подземных вод окисляется до нитратов. С другой стороны, повышенное содержание нитратов может быть особенностью подземных вод в данной географической местности, что в контексте вышесказанного маловероятно. При длительном употреблении питьевой воды, содержащей значительные количества нитратов, возникает метгемоглабинонемия [5, 6]. После кипячения воды из скважины № 2 ее качество значительно улучшается до требуемых значений (см. таблица).

Наиболее высокого качества на исследуемой территории оказалась вода из скважины № 1.

Таким образом, вода на научно-производственной базе Ильменского государственного заповедника не соответствует нормативам по содержанию нитратов и перманганатной окисляемости. По нашему мнению, необходимо привести в соответствие с требуемыми нормами водоотведение на территории научной базы. Для этого мы предлагаем вместо уличных туалетов установить современные септики, а сбор хозяйственной воды осуществлять в специальную емкость и очищать локально на установках глубокой биологической очистки, которые в настоящее время широко представлены на рынке. Как вариант, для сезонной работы наиболее подойдет очистка с использованием SBRреактора (реактора переменного действия). Такие сооружения особенно успешно работают в системах, характеризующихся периодическими низкими расходами сточных вод в отдельные периоды.

198

Воду из подземных скважин мы предлагаем очищать на фильтровальных системах с использованием мембранных технологий [7, 8].

Список литературы

1.Экологические проблемы состояния водной экосистемы озера Ильменское / Т.Г. Крупнова, А.М. Кострюкова, И.В. Машкова, О.В. Ракова // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естествен-

ные и технические науки. – 2013. – Т. 18, № 3. – С. 878–882.

2.Кострюкова А.М., Машкова И.В., Крупнова Т.Г. Биоразнообразие гидробионтов в оценке экологического состояния озер южного лесничества Ильменского заповедника // Исследования в области есте-

ственных наук. – 2013. – № 12 (24). – С. 2.

3.Study on hydrobiology and physico-chemical parameters of lake Ilmenskoe, Ilmensky reserve, Russia / T.G. Krupnova, A.M. Kostryukova, I.V. Mashkova., N.E. Artemyev // 14th SGEM GeoConference on Water Resources. Forest, Marine And Ocean Ecosystems. Conference Proceedings. – 2014. – Vol. 1. – P. 671–678.

4.Снитько Л.В. Фитопланктон разнотипных озер Ильменского заповедника: автореф. дис… канд. биол. наук. – Сыктывкар, 2004 – 24 с.

5.Каплин В.Г. Основы экотоксикологии. – М.: КолосС, 2006. –

232 с.

6.Оценка риска воздействия на население химических контаминантов в пищевых продуктах и питьевой воде / В.Ю. Ананьев, Н.А. Кайсарова, П.Ф. Кику, О.А. Измайлова, И.Е. Трунова // Здоровье населения и среда обитания. – 2011. – № 8. – С. 30–34.

7.Самбурский Г.А. Эколого-экономические аспекты выбора технологии удаления аммиака (аммонийного азота) из воды, предназначенной для локального питьевого водоснабжения // Вестник МИТХТ им. М.В. Ломоносова. – 2010. – Т. 5, № 5. – С. 106–110.

8.Мембранные методы очистки питьевой воды в сельских условиях / А.А. Орлов, Т.Е. Долматова, А.В. Кошелев, Е.В. Скиданов // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 4–5. – С. 1084–1088.

Сведения об авторах

Скалев Евгений Дмитриевич – студент бакалавриата, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), е-mail: evgenies888@mail.ru.

199

Артюков Егор Владимирович – студент бакалавриата, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет),

е-mail: egor.artiukov@yandex.ru.

Крупнова Татьяна Георгиевна – кандидат химических наук,

доцент кафедры «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), е-mail: krupnovatg@mail.ru.

Машкова Ирина Вячеславовна – кандидат биологических на-

ук, доцент кафедры «Экология и природопользование», ЮжноУральский государственный университет» (национальный исследова-

тельский университет), е-mail: mashkoffa@yandex.ru

Кострюкова Анастасия Михайловна – кандидат химических наук, доцент кафедры «Экология и природопользование», ЮжноУральский государственный университет» (национальный исследова-

тельский университет), е-mail: anmikost@mail.ru.

200