M04025

231

За використання водних ресурсів всі галузі господарства поділяють на дві групи:

-споживачі, що забирають воду та використовують її для виготовлення продукції,а потім повертають у вигляді стічних вод;

-користувачі, які використовують воду як середовище (рибальство, водний транспорт, лікувальні установи, курорти, пляжі) або як джерело енергії (гідроелектростанції), що теж погіршує якість води.

Чинники, що впливають на якість поверхневих вод – фізичні, хімічні та біологічні.

Фізичні чинники: температура, освітленість, закислення, окисновідновний потенціал, змішування води та швидкість течії.

Хімічні чинники: вміст розчинних газів (СО2, О2, H2S, NH3, CH4), які надходять з повітря, утворюються в процесі життєдіяльності водних організмів; рН води впливає на розчинність солей.

Згідно з Держстандартом 17.11.03-86 водокористування класифікується за такими ознаками:

-за цілями водокористування – господарсько-питне, комунально-побутове, промислове, сільськогосподарське, для потреб енергетики, для рибного господарства, для водного транспорту та курортних потреб тощо;

-за об’єктами водокористування – поверхневі, підземні, внутрішні та територіальні морські води;

-за способом використання – з вилученням води та її поверненням, з вилученням води без повернення, без вилучення води;

-за технічними умовами водокористування – із застосуванням технічних споруд, без застосування споруд.

У залежності від цілей водокористування джерела водопостачання діляться на дві категорії.

До І категорії відносяться водні об’єкти, що використовуються як джерело централізованого або нецентралізованого господарськопитного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.

До ІІ категорії відносяться водні об’єкти для культурнопобутових цілей, рибно-господарського призначення та ті, що знаходяться в межах населених пунктів.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

232

Водопостачання може бути безповоротним, повторним, оборотним. За характером використання води водопостачання поділяють на прямоточні, послідовні, оборотні, підживлювальні.

Прямоточна вода використовується один раз і скидається у водоймище чи каналізацію.

Послідовно використовувана вода споживається у декількох технологічних процесах.

Оборотна вода використовується у виробництві багатократно з періодичним але безперервним її очищенням.

Рис 6.2. Класифікація водокористування.

Найбільш перспективний шлях зменшення використання свіжої води – це створення оборотних та замкнених систем водопостачання.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

У всіх схемах свіжа вода додається лише на відшкодування

втрат.

Застосування оборотного водопостачання дозволяє у 10-15 разів зменшити споживання природної води.

Ефективність використання вод у виробництві оцінюється за такими показниками:

Роб=QoS/(Qоб+Qn),

коефіцієнт використання води;

Kn=(Qn – Qсб)/Qn≤1,

кратність використання води;

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

234

n=( Qсб+ Qn+ Qc)/( Qn+ Qc)>1

безповоротне споживання води і її втрати у виробництві (у %);

Kn=(Qn – Qсб)/ (Qоб + Qn)*100,

де

Qоб – кількість оборотної води, м3/г

Qn – кількість води, що забирають з джерела водопостачання,

м3/г

Qсб – кількість води, що скидає підприємство, м3/г Qc – надходження води з сировини, м3/г

Коло водозабору або іншого джерела водопостачання влаштовують зони санітарної охорони з особливим режимом охорони вод від забруднення хімічними речовинами та шкідливими бактеріями або стічними водами.

Під зоною санітарної охорони розуміють спеціально виділену територію, на якій дотримується встановлений режим для охорони джерел від забруднень. Влаштування ЗСО – найважливіший санітарний і проти епідеміологічний захід, без якого неможлива організація централізованого водопостачання.

Зона санітарної охорони поділяється на 2-3 підзони. Перша підзона – суворого режиму з огородженням, інколи зі спеціальною охороною. Ця зона обсаджується лісовими насадженнями, тут забороняється будувати, випасати худобу, будь-який вид діяльності, котрий може зумовити забруднення води.

Друга підзона має обмеження за видами діяльності, що спричиняють забруднення, здатні проникнути у водозабір, у ній забороняється розташовувати склади паливно-мастильних матеріалів, тваринницькі ферми, застосовувати добрива.

Третя зона – попереджувальна. У ній також обмежують види діяльності, що викликають забруднення води.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

235

6.7 Утворення стічних вод на виробництві та побуті

Схема утворення стічних вод у виробництві:

Рис 6.3. Схема утворення стічних вод у виробництві

Стічні води, скинуті в природні водойми погіршують гідрохімічний режим і умови життя водних організмів. Установлено, що 1 м3 стічних вод забруднює 40-60 м3 чистої води.

Щоб запобігти цьому, встановлюють величину гранично допустимого скиду забруднюючої речовини (ГДС) у водний об’єкт.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

236

ГДС – це маса забруднюючої речовини в стічних водах, максимально допустима для надходження за одиницю часу без порушення ГДК цієї речовини в місцях водокористування. ГДС виражається в г/с

ГДС= Ccm*q,

q – витрата стічних вод, м3/с

ГДС – це ліміт витрати стічних вод в концентрації забруднюючих речовин, що в них містяться.

Промислові стічні води – рідинні відходи, що виникають під час добування, переробки сировини у технологічних процесах, склад та кількість їх залежить від виду виробництва.

Якість води, що використовується у виробництві, встановлюється у кожному конкретному випадку і залежить від її призначення та вимог технологічного процесу з урахуванням складу використовуваного обладнання та особливостей готової продукції.

Побутові стоки. Походження пов’язане з життєдіяльністю людей. Ці води епідеміологічно небезпечні людині і тваринам, в них можуть зустрічатися збудники всіх хвороб, що мешкають у шлунковокишковому тракті.

Формула визначення концентрації забруднень (с, мг/л) у побутовій стічній воді:

С=a1000/g,

де а – кількість забруднень даного виду, що припадає на 1 людину

на добу;

g – норма водовідведення на 1 людину на добу; 1000 – коефіцієнт переходу від грамів у міліграми. Забруднення, що припадає на 1 людину на добу: зважені речовини – 65

азот амонійний (N) – 8 хлориди – 9 фосфати – 1,7

БПК повністю відстояної проби – 40.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

237

БПК – біохімічна потреба у кисні, залежить від ступеня забруднення і коливається протягом доби від 100 до 400 мг/л.

БПК повне – за 20 діб. У чистих водоймах БПК не перевищує 2 мг О2/л, у брудних може сягати 50 мг/л.

Приклад. Визначити забруднення у побутовій стічній воді, якщо норма водовідведення складає 300 л, а БПК 40 г на 1 людину на добу.

Розв’язок:

С= 40*1000/300 = 133 мг/л.

Господарсько-побутові стоки призводять до біологічного забруднення води, що може викликати кишково-шлункові захворювання (холера, тиф) та хвороби печінки (гепатит). Особливо небезпечні стічні води пунктів санітарної обробки білизни та спецодягу, стоки від лікарень, побутові стоки (різні гельмінтозні захворювання). Велику небезпеку створюють гормональні препарати та антибіотики у побутових стоках.

Приклад. У 2003 році німецькі хіміки Томас Хеберер та ГансЮрген Стан виявили у ґрунтових водах Німеччини та Швейцарії значні кількості популярного в Європі лікувального препарату для зниження вмісту холестерину в крові. Невдовзі вчені знайшли в річках та озерах у глибоких водоносних пластах й інші ліки. Отже, кожен європеєць з під крану вживає цілу аптечку сильнодіючих лікувальних препаратів. Екологи спочатку не надали великого значення цьому факту, але за даними Шена Шнайдера (Мічиганський університет, США), концентрація синтетичних жіночих статевих гормонів у водах Великих озер виявилася настільки великою, що організм риб-самців почав виробляти білки, що є характерними лише для риб-самиць. Під впливом розчинених у воді гормонів, у багатьох риб народжується не самець і не самиця, а щось середнє, якась інтерсексуальна істота. Самці починають викидати ікру.

У США та Австралії аномалії, викликані гормонами, виявлено у алігаторів, птахів, вивірок. Отже, гормони уражають не тільки дорослі особини, а й викликають тяжкі генетичні захворювання у наступних поколіннях.

Датський вчений Халлін Соренсен вважає, що вода з ліками здатна зруйнувати спадковий апарат людини. А це - прямий шлях до раку, безплідності та важким хворобам, включаючи стрімко розповсюджуючийся у світі цукровий діабет. У 2010 році лабораторія

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

238

Вісбадена виявила у ґрунтових водах Німеччини понад тридцять препаратів у небезпечних для здоров’я людей концентраціях.

6.8 Скидання відходів у море з метою їх поховання (дампінг).

Багато країн, що мають вихід до моря, здійснюють морське поховання різних матеріалів та речовин. Наприклад, ґрунту, що вийняли під час робіт по заглибленню дна, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухівок та хімічних речовин, радіоактивних відходів. Об’єм поховань складає близько 10% від всієї маси забруднень, що потрапляють до світового океану.

Підставою для дампінгу є можливість морського середовища переробляти великі кількості органічних і неорганічних речовин без особливої шкоди воді. Однак, ця можливість не безмежна. Дампінг – вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технологій. У шлаках промислового виробництва присутні різноманітні органічні речовини, сполуки важких металів.

Японія використовує дампінг для створення території, на якій будуються підприємства «під ключ», наприклад завод електрошлакового переплаву з найдосконалішим обладнанням і індикаторами чистоти повітря в «робочій зоні»: канарки, басейни з золотими рибками, берізки.

6.9 Ступінь екологічної безпеки.

Радіоактивні речовини, потрапляючи до води викликають її іонізацію, що несприятливо для живих організмів. Фітопланктон та риби здатні накопичувати велику кількість радіоактивних речовин, передаючи їх ланцюгами живлення (закон десятикратного перевищення: на кожній наступній ланці харчового ланцюга).

Ступінь екологічної безпеки водних об’єктів може бути виражений формуло:

i n

Реб= åПф(і) /åПн(і) ≤ 1,

де Реб – рівень екологічної безпеки,

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

239

Пф – фактичне значення показників якості води, Пн – нормовані значення показників якості води.

Гранично допустимі скиди (ГДС) речовин у водні об’єкти характеризуються максимально допустимою масою речовин, котрі можуть бути відведені у встановленому режимі за одиницю часу з метою забезпечення норм якості води в контрольному пункті. ГДС встановлюється з урахуванням ГДК шкідливих речовин у місцях асимілюючої здатності водного об’єкту та оптимального розподілу маси речовин, що скидаються, між вагами.

Значення ГДС визначається для всіх категорій водокористування за основними шкідливими речовинами:

ГДСі = Vзаг * Сст і,

Vзаг = (Vвпр + Vгп) – Vбп,

де

Vвпр – об’єм використовування для виробничих потреб,

Vгп – об’єм водоспоживання для господарсько-побутових потреб,

Vбп – об’єм безповоротного споживання води, Сст і – концентрація і-тої речовини у стоку.

Крім виробничих та господарсько-побутових стоків, існують зливові стоки, котрі відводяться з території підприємства періодично. Їх об’єм:

Vзс= Vпо*F*t,

де

Vпо – питома кількість опадів на одиницю площі території підприємства за одиницю часу,

F – площа підприємства, t – час випадання опадів.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

240

6.10 Фактори самоочищення природних водойм

фактори самоочищення природних водойм

Рис 6.4. Фактори самоочищення природних водойм.

Стабільність речовин у воді – здатність зберігати без змін хімічну структуру та фізико-хімічні властивості.

Трансформація – зміна хімічної структури, рН, фізичних властивостей та біоактивності.

Деструкція – розпад сполук до більш простих продуктів з посиленням або послабленням токсичності порівняно з вихідними речовинами.

Біотрансформація – модифікація структури молекул в організмі. Самоочищення водойм – це сукупність фізичних, гідродинамічних (розведення, перемішування), фізико-хімічних, хімічних та біохімічних процесів, що зумовлюють зниження

концентрації забруднення у воді.

Фізичні процеси – газообмін на межі розподілу «атмосферавода». Гази поглинаються не лише з атмосфери, а й з’являються у воді у ході хімічних та біологічних процесів. Наприклад, у водоймах утворюється гідрогенсульфур, оксиди нітрогену та інші. Хоча сірководень – дуже токсична речовина, вона відіграє важливу роль у взаємодії з іонами важких металів, що потрапляють до водойм. З одного боку утворення великих кількостей H2S (наприклад у Чорному морі на глибині 100 м) загрожує перетворити водойму на пустелю, з другого боку завдяки малій розчинності сульфідів більшості металів він може осаджувати катіони важких металів:

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com