Закономерности самоочищения воды в водных объектах

Закономерности самоочищения воды в водных объектах МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра природообустройства на тему: Закономерности самоочищения воды в водных объектах Выполнила: ст. гр. ПО-41 Конакова М. Э. Проверил: доцент Хвастунов А. И. Йошкар-Ола 2009 Содержание Введение 1 Понятие, этапы оценки влияния на окружающую среду 1. 1 Понятие об ОВОС 1. 2 Этапы процедуры оценки воздействия на окружающую среду 2 Источники информации при составлении технического задания на ОВОС 4 Источники загрязнения водного объекта в зависимости от ландшафтной структуры местности 5 Основные процессы самоочищения воды в водном объекте 6 Мероприятия по интенсификации процессов самоочищения водного объекта Список литературы Введение Во все времена вода считалась бесценной влагой жизни. И хотя далеко позади те годы, когда брать ее приходилось в речках, прудах, озерах и нести за несколько километров к дому на коромыслах, стараясь не расплескать ни капельки, по-прежнему бережно относится к воде человек, заботясь о чистоте природных водоемов, о хорошем состоянии колодцев, колонок, водопроводных систем. В связи с постоянно растущими потребностями промышленности и сельского хозяйства в пресной воде со всей остротой встает проблема сохранения существующих водных ресурсов. Ведь пригодной для нужд человека воды, как показывают статистические данные, не так уж много на Земном шаре. Известно, что более 70 % поверхности Земли покрыто водой. Около 95 % ее приходится на моря и океаны, 4 % — на льды Арктики и Антарктики, и лишь 1 % составляет пресная вода рек и озер. Значительные источники воды находятся под землей, иногда на большой глубине. 20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды. Организация объединенных наций в декларации Конференции по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992 г.), которую подписала и наша страна, определила общие принципы правового подхода к охране природы; указала, что все государства должны иметь жесткое и одновременно разумное природоохранное законодательство. В настоящее время в России создана система правовой охраны природы, которая представляет собой совокупность установленных государством правовых норм и возникающих в результате их реализации правоотношений, направленных на выполнение мероприятий по сохранению естественной среды, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей человека жизненной среды в интересах настоящего и будущего поколений. Одним из механизмов реализации правовой охраны природы является оценка воздействия на окружающую среду, которая является наиболее эффективным управленческим рычагом рационального природопользования и охраны окружающей среды, что в конечном счете должно решать экологические проблемы России. В Федеральном законе "Об охране окружающей среды" от 10 января 2002 года глава VI (ст. 32, 33) посвящена оценке воздействия на окружающую среду и экологической экспертизе. Эти процедуры являются обязательной мерой в отношении намечаемой хозяйственной или иной деятельности, способной оказывать прямое или косвенное воздействие на окружающую среду, независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности субъектов этой деятельности. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза являются взаимосвязанными элементами единого правового института – оценки воздействия и экологической экспертизы. Пока единственный действующий российский нормативный документ, регламентирующий оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС) ‑ Положение "Об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации" (утв. приказом Минприроды России от 18. 07. 94 г. № 222), определил оценку воздействия на окружающую среду как "процедуру учета экологических требований законодательства РФ при подготовке и принятии решений о социально-экономическом развитии общества с целью выявления и принятия необходимых и достаточных мер по предупреждению возможных неприемлемых для общества экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий реализации хозяйственной или иной деятельности". На первый взгляд похожие друг на друга понятия имеют и некоторые смысловые различия. ОВОС ‑ это "процедура учета" экологических требований (или обоснование ‑ информационная мера) при подготовке оптимального решения (в ходе проектирования). ОВОС по своей сути является процессом исследования воздействия проектируемой деятельности и прогноза его последствий для окружающей среды и здоровья человека. Целью ОВОС является выявление и принятие (т. е. разработка) необходимых природоохранных мер. Результаты ОВОС являются частью документации, представляемой на экологическую экспертизу. Их образуют: информация о масштабах и характере воздействия на окружающую среду намечаемой деятельности, альтернативы ее реализации, оценки собственно последствий деятельности и др. Они служат основой и для проведения мониторинга и экологического контроля за реализуемой деятельностью. Задачи ОВОС в действующем российском законодательстве до сих пор практически не раскрыты, но в общем виде их можно сформулировать следующим образом: организация и проведение (на стадии подготовки решения) всесторонних, объективных, научных исследований и анализа объектов эк­спертизы с позиций эффективности, полноты, обоснованности и достаточности предусмотренных в них мер, правильности определения заказчиком степени экологического риска и опасности намечаемой или осуществляемой деятельности, а также обеспечение экологического прогнозирования на основе информации о состоянии и возможных изменениях экологической обстановки, вследствие размещения и развития производительных сил, не приводящих к негативному воздействию на окружающую среду (ОС), т. е. определение вероятности экологически вредных воздействий и возможных социальных, экономических и экологических последствий. 1. 2 Этапы процедуры оценки воздействия на окружающую среду В Положении об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации, утвержденном приказом Госкомэкологии России от 16 мая 2000 г. № 372 предусмотрены следующие этапы проведения оценки: 1. Уведомление, предварительная оценка и составление технического задания на проведение ОВОС. 2. Проведение исследований по ОВОС намечаемой хозяйственной и иной деятельности и подготовка предварительного варианта соответствующих материалов. 3. Подготовка окончательного варианта материалов по ОВОС. Прин­ципы, процедура и другие сведения об ОВОС подробно описаны в нор­мативных документах и литературе. 3. 1. Уведомление, предварительная оценка и составление технического задания на проведение ОВОС Первый этап проведение ОВОС начинается одновременно с раз­работкой концепции намечаемой деятельности. В процессе проведения ОВОС на этом этапе решаются следующие задачи: 1. Выявление возможности дополнительной антропогенной нагрузки на ОС данной территории. 2. Определение допустимых масштабов вовлечения в переработку природных ресурсов и энергии на данной территории. 3. Рассмотрение альтернативных путей улучшения экологической обстановки, в том числе за счет уменьшения техногенной нагрузки других источников воздействия. 4. Формирование проектных предложений по осуществлению на­мечаемой деятельности. Основой разработки концепции намеченной деятельности могут яв­ляться схемы размещения и развития производительных сил, схемы раз­мещения и развития отраслей промышленности и другие заменяющие их документы. На стадии разработки концепции намечаемой деятельности учи­тываются возможности достижения определенных в этих документах показателей в привязке к конкретному объекту, более детально прорабатываются вопросы о возможности воздействия на ОС с учетом динамики фактической экологической обстановки в регионе. Обосновывается необходимость и целесообразность реализации про­ектного замысла с выявлением, анализом и оценкой реальных альтернатив развития деятельности на данной территории. объекта. Другим ключевым вопросом концепции является обеспечение эко­логической безопасности, в том числе решение задач локализации и ликвидации последствий аварий и катастроф. Концепция должна предусмотреть оценку технологического уровня проекта и исключить технологические решения, которые могут устареть к моменту окончания строительства объекта. Особое внимание при разработке концепции намечаемой деятельности уделяется оценке прогрессивности решений с учетом возможных изменений технико-экономических показателей, ужесточения отраслевых природоохранных нормативов воздействия на ОС, изменения цен на ресурсы и платежей за загрязнение ОС. этапа заказчиком готовится "Уведомление о намерениях", которое содержит: 1) предварительный список намерений заказчика по характеру пла­нируемой деятельности, включающий планы предполагаемых действий, предварительную оценку воздействия на ОС и осуществления природоохранных мероприятий, специфику ежегодных планов этих работ, перечень средств обеспечения инфраструктуры и т. д.; 2) перечень реальных и целесообразных альтернатив рассматриваемого проекта (одной из альтернатив обязательно является вариант отказа от осуществления деятельности). На основании результатов предварительной ОВОС заказчик составляет техническое задание на проведение ОВОС. При составлении технического задания заказчик учитывает требования специально уполномоченных органов по охране ОС, а также мнения других участников процесса по их запросам; оно доступно общественности в течение всего времени проведения оценки. Задание является частью материалов по ОВОС. Местные органы власти и управления после получения от заказчика и рассмотрения "Уведомления о намерениях" выдают (или не выдают) ему разрешение на проектирование и изыскания. 3. 2. Проведение исследований по ОВОС и подготовка предварительного варианта соответствующих материалов Целью второго этапа проведения ОВОС является выявление всех возможных воздействий будущего хозяйственного или иного объекта на ОС с учетом природных условий конкретной территории. Исследования проводятся заказчиком (исполнителем) в соответствии с техническим заданием, с учетом альтернатив реализации, целей деятельности, способов их достижения. Второй этап проведения ОВОС представляет собой систематизи­рованную обоснованную оценку экологических аспектов проектного предложения на основании использования полной и достоверной исходной информации, средств и методов измерения, расчетов, оценок в соответствии с законодательством РФ, Исследование включает определение характеристик намечаемой хозяйственной и иной деятельности и возможных альтернатив (в том числе отказа от деятельности); анализ состояния территории, на которую может оказать влияние намечаемая деятельность (состояние природной среды, наличие и характер антропогенной нагрузки и т. п.); выявление возможных воздействий намечаемой деятельности на ОС с учетом альтернатив; оценку воздействий на ОС деятельности (вероятности возникновения риска, степени, характера, масштаба, зоны распространения, а также прогнозирование экологических и связанных с ними социальных и экономических последствий); определение мероприятий, уменьшающих, смягчающих или предотвращающих негативные воздействия, оценку их эффективности и возможности реализации; оцен­ку значимости остаточных воздействий на ОС и их последствий; подготовку предварительного варианта материалов по оценке воздействия на ОС намечаемой деятельности (включая краткое изложение для неспециалистов) и ряд других вопросов. 3. 3. Подготовка окончательного варианта материалов по ОВОС Целью третьего этапа проведения ОВОС является осуществление корректировки проектов, прошедших стадию ЗВОС. Подход, предлагаемый к использованию на данном этапе, заключается в поэтапном принятии решений: 1) по проектам, не требующим проведения дополнительных научных исследований; 2) по проектам, требующим лишь незначительных исследований; Многие проектные предложения могут рассматриваться по аналогии с уже имеющими место на выбранной территории или на территории со сходными природными условиями. В таких случаях применяются методы экспертной оценки и аналогий. Анализируется предварительный вариант материалов и учитываются замечания, предложения и информация, поступившие от участников процесса оценки на стадии обсуждения. В окончательный вариант материалов по оценке должны включаться также протоколы общественных слушаний (если такие проводились). документации. ЗЭП оформляется отдельным документом и включает: 1) титульный лист; 2) список организаций и конкретных разработчиков, принимавших участие в проведении ОВОС: 3) основные разделы исследований, выполняемые на всех этапах проведения ОВОС: цель и необходимость реализации намечаемой деятельности, технологический анализ проектных предложений, анализ природных условий территорий и существующей техногенной нагрузки, 4) выводы, сделанные на основе научных исследований, изысканий и общественных слушаний ЗВОС; 5) экологические последствия воздействия на ОС, здоровье населения и его жизнедеятельность; 6) обязательства заказчика по реализации мер и мероприятий, из­ложенных в проектной документации, в соответствии с экологической безопасностью и гарантирующие выполнение этих обязательств на весь период жизненного цикла объекта. ЗЭП передается заказчиком всем заинтересованным сторонам, уча­ствующим в обсуждении ОВОС, а именно: государственным органам власти, управления и контроля; Окончательный вариант материалов утверждается заказчиком, используется при подготовке соответствующей документации и, таким образом, представляется на государственную, а также на общественную. 1. 3 Оценка воздействия на поверхностные воды Оценка состояния поверхностных вод имеет два аспекта: количественный и качественный. И тот и другой аспекты составляют одно из важнейших условий существования живых существ, в том числе и человека. Оценка качества поверхностных вод относительно хорошо разработана и базируется на законодательных, нормативных и директивных документах. Основополагающим законом в данной области является Водный кодекс РФ; санитарно-эпидемиологические требования к водным объектам определяет ст. 18 ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения". К нормативным и директивным документам относятся: постановление Правительства РФ от 19 декабря 1996 г. № 1504 "О порядке и утверждении нормативов предельно допустимых вредных воздействий ПДВВ на водные объекты"; Методические указания по разработке нормативов ПДС вредных веществ в поверхностные водные объекты, утвержденные приказом Минприроды России 17 декабря 1998 г.; Методические указания по разработке нормативов ПДВ на поверхностные водные объекты, утвержденные Минприроды России, Госкомэкологии России 26 февраля 1999 г., Методические указания по разработке нормативов ПДВВ на подземные водные объекты и ПДС вредных веществ в подземные водные объекты, утвержденные Минприроды России 29 декабря 1998 г.; Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения (1988 г.), а также существующие стандарты. Оценка количественных аспектов водных ресурсов (в том числе их загрязнения) преследует двоякую цель. Во-первых, необходимо оценить возможности удовлетворения потребностей планируемой деятельности в водных ресурсах, а во-вторых, – последствия возможного изъятия оставшихся ресурсов для других объектов и жизнедеятельности населения. водных ресурсов, требуемых для реализации проекта. Последнее включает в себя также технологическую схему водопотребления (безвозвратное, оборотное, сезонное и т. д.) и является оценкой прямого воздействия планируемой деятельности на количество водных ресурсов. Однако большое значение имеет также косвенное воздействие, влияющее в конечном счете на гидрологические характеристики водных объектов. К косвенным воздействиям относятся нарушение русла рек (драгами, земснарядами и др.), изменение поверхности водосбора (распашка земель, вырубка лесов), подпруживание (подтопление) при строительстве или понижение грунтовых вод и многое другое. Необходимо выявить и проанализировать все возможные виды воздействий и вызываемых ими последствий для оценки состояния водных ресурсов. В качестве критериев оценки ресурсов поверхностных вод рекомендуются два наиболее емких показателя: величина поверхностного (речного) стока или изменение его режима применительно к определенному бассейну и величина объема единовременного отбора воды. Наиболее распространенным и существенным фактором, обуславливающим дефицит водных ресурсов является загрязнение водных источников, о котором обычно судят по данным наблюдений служб мониторинга Росгидромета и других ведомств, контролирующих состояние водной среды. Каждый водный объект обладает присущим ему природным гидрохимическим качеством, являющимся его исходным свойством, которое формируется под влиянием гидрологических и гидрохимических процессов, протекающих в водоеме, а также в зависимости от интенсивности его внешнего загрязнения. Совокупное воздействие этих процессов способно как нейтрализовать вредные последствия попадания в водоемы антропогенных загрязнений (самоочищение водоемов), так и привести к стойкому ухудшению качества водных ресурсов (загрязнение, засорение, истощение). Способность самоочищения каждого водного объекта, т. е. количество ЗВ, которое может быть переработано и нейтрализовано водоемом, зависит от разных факторов и подчиняется определенным закономерностям (поступающее количество воды, разбавляющей загрязненные стоки, ее температура, изменение этих показателей по сезонам, качественный состав загрязняющих ингредиентов и др.). Одним из главных факторов, определяющих возможные уровни загрязнения водоемов, помимо их природных свойств, является исходное гидрохимическое состояние, возникающее под влиянием антропогенной деятельности. При этом необходимо учитывать как прямые (непосредственный сброс в водоемы), так и косвенные (поверхностный сток, внутрипочвенный сток, аэрогенное загрязнение и т. д.) источники. Основным критерием загрязнения воды также являются ПДК, среди которых различают санитарно-гигиенические (нормируют по влиянию на организм человека), и рыбохозяйственные, разработанные для защиты гидробионтов (живых существ водных объектов). Последние, как правило, строже, так как обитатели водоемов обычно более чувствительны к загрязнению, чем человек. нормам в створах, расположенных на расстоянии 1 км от ближайшего пункта водопользования. В рыбохозяйственных водоемах показатели качества воды не должны превышать установленных нормативов в месте выпуска сточных вод при наличии течения, при его отсутствии – не далее чем 500 м от места выпуска. России. Важное место среди критериев экологической оценки состояния водных объектов занимают индикационные критерии оценки. В последнее время биоиндикация (наряду с традиционными химическими и физико-химическими методами) получила достаточно широкое распространение при оценке качества поверхностных вод. По функциональному состоянию (поведению) тест-объектов (ракообразные – дафнии, водоросли – хлорелла, рыбы – гуппи) возможно ранжировать воды по классам состояний и по существу давать интегральную оценку их качества, а также определять возможность использования воды для питьевых и других, связанных с биотой, целей. Лимитирующим фактором использования метода биотестирования является продолжительность анализа (не менее 4 суток) и отсутствие информации о химическом составе воды. Необходимо отметить, что в связи со сложностью и разнообразием химического состава природных вод, а также возрастающим количеством ЗВ (для водоемов питьевого и культурно-бытового назначения более 1625 вредных веществ, для водоемов рыбохозяйственного назначения – более 1050) разработаны методы комплексной оценки загрязненности поверх­ностных вод, которые принципиально разделяются на две группы. К первой относятся методы, позволяющие оценивать качество воды по совокупности гидрохимических, гидрофизических, гидробиологических, микробиологических показателей. данных методов. являются индексы качества воды, коэффициенты ее загрязненности. В гидрохимической практике используется метод оценки качества воды, разработанный в Гидрохимическом институте. Метод позволяет производить однозначную оценку качества воды, основанную на сочетании уровня загрязнения воды по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. оформить следующее: 1) гидрографическую характеристику территории; 2) характеристику источников водоснабжения, их хозяйственное ис­пользование; 3) оценку возможности забора воды из поверхностного источника на производственные нужды в естественных условиях (без регулирования речного стока; с учетом существующей зарегулированности речного стока); 4) местоположение водозабора, его характеристику; 5) характеристику водного объекта в расчетном створе водозабора (гидрологический, гидрохимический, ледовый, термический, скоростной режимы водного стока, режим наносов, русловые процессы, опасные явления: заторы, наличие шуги); 6) организацию санитарно-защитной зоны водозабора; 7) водопотребление в период строительства объекта, водохозяйственный баланс предприятия, оценку рациональности использования воды; 8) характеристики сточных вод – расход, температуру, состав и кон­центрации загрязняющих веществ; 9) технические решения по очистке сточных вод в период строительства объекта и его эксплуатации – краткое описание очистных сооружений и установок (технологическая схема, тип, производительность, основные расчетные параметры), ожидаемая эффективность очистки; 10) повторное использование вод, оборотное водоснабжение; 11) способы утилизации осадков очистных сооружений; 12) сброс сточных вод – место сброса, конструктивные особенности выпуска, режим отведения сточных вод (периодичность сбросов); 14) характеристику остаточного загрязнения при реализации мероп­риятий по очистке сточных вод (в соответствии с ПДС); 15) оценку изменений поверхностного стока (жидкого и твердого) в результате перепланировки территории и снятия растительного слоя, выявление негативных последствий этих изменений на водный режим территории; 16) оценку воздействия на поверхностные воды в процессе строи­тельства и эксплуатации, включая последствия воздействия отбора воды на экосистему водоема; тепловое, химическое, биологическое загрязнение, в том числе при авариях; 18) прогноз воздействия намечаемого объекта (отбор воды, остаточное загрязнение при сбросе очищенных сточных вод, изменение температурного режима и др.) на водную флору и фауну, на хозяйственное и рекреационное использование водных объектов, условия жизни населения; 19) организацию контроля за состоянием водных объектов; 20) объем и общая стоимость водоохранных мероприятий, их эффек­тивность и очередность реализации, включая мероприятия по предуп­реждению и ликвидации последствий аварий. 2 Источники информации при составлении технического задания на ОВОС заказчиком, организуется органами местного самоуправления или соответствующими органами государственной власти при содействии заказчика. Информирование общественности и других участников ОВОС на первом этапе осуществляется заказчиком. Заказчик обеспечивает опубликование в официальных изданиях федеральных органов исполнительной власти (для объектов экспертизы федерального уровня), органов исполнительной власти субъектов РФ и органов местного самоуправления, на территории которых намечается реализация объекта ОВОС следующих сведений: название, цели и месторасположение намечаемой деятельности; наименование и адрес заказчика или его представителя; примерные сроки проведения ОВОС; орган, ответственный за организацию общественного обсуждения; предполагаемая форма общественного обсуждения, а также форма представления замечаний и предложений; сроки и место доступности технического задания по оценке воздействия на окружающую среду. Дополнительное информирование участников ОВОС может осуществляться путем распространения информации по радио, на телевидении, в периодической печати, через Интернет и иными способами. В течение 30 дней со дня опубликования информации заказчик (исполнитель) принимает и документирует замечания и предложения от общественности Данные замечания и предложения учитываются при составлении технического задания и должны быть отражены в материалах ОВОС. Заказчик обязан обеспечить доступ к техническому заданию заинтересованной общественности и других участников ОВОС с момента его утверждения и до окончания процесса ОВОС. После подготовки предварительного варианта материалов по оценке воздействия на окружающую среду заказчик должен предоставить общественности информацию о сроках и месте доступности предварительного варианта, а также о дате и месте проведения общественных обсуждений. Эти сведения публикуются в средствах массовой информации не позднее, чем за 30 дней до окончания проведения общественных обсуждений. Представление предварительного варианта материалов по оценке воздействия на окружающую среду общественности для ознакомления и представления замечаний производится в течение 30 дней, но не позднее, чем за 2 недели до окончания общественных обсуждений (проведения общественных слушаний). Общественные обсуждения могут проводиться в различных формах: опрос, общественные слушания, референдум и т. п. При принятии решения о форме проведения общественных обсуждений необходимо руководствоваться степенью экологической опасности намечаемой хозяйственной и иной деятельности, учитывать фактор неопределенности, степень заинтересованности общественности. Порядок проведения общественных слушаний определяется органами местного самоуправления при участии заказчика (исполнителя) и содействии заинтересованной общественности. Все решения по участию общественности оформляются документально – путем составления протокола. В нем должны четко фиксироваться основные вопросы обсуждения, а также предмет разногласий между общественностью и заказчиком (если таковой был выявлен). Протокол подписывается представителями органов исполнительной власти и местного самоуправления, граждан, общественных организаций (объединений), заказчика. Протокол проведения общественных слушаний входит в качестве одного из приложений в окончательный вариант материалов по оценке воздействия на окружающую среду намечаемой хозяйственной и иной деятельности. С момента утверждения окончательного варианта материалов ОВОС и до принятия решения о реализации намечаемой деятельности заказчик обеспечивает доступ общественности к этим материалам. Граждане и общественные организации могут направлять свои предложения и замечания по ним заказчику, который обеспечивает их документирование в течение 30 дней после окончания общественного обсуждения. В последующем предложения и замечания могут направляться в специально уполномоченный государственный орган в области проведения государственной экологической экспертизы. Требования к материалам по оценке воздействия на окружающую среду Материалы по оценке воздействия - комплект документации, подготовленный при проведении оценки воздействия намечаемой деятельности на окружающую среду и являющийся частью документации, представляемой на экологическую экспертизу. Сточные воды с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц. В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории: Бытовые Производственные (воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых); В практике используется также понятие городские сточные воды , которые представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Бытовые, производственные и атмосферные сточные воды отводятся как совместно, так и раздельно. Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси органического и минерального происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии. Цветность – это показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений, который выражается в градусах платино-кобальтовой шкалы. Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами. обусловлена их цветом и мутностью, т. е. содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. В зависимости от степени прозрачности, воду условно подразделяют на прозрачную, слобоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную и сильно мутную. Мутность – вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения. Качественное определение проводят описательно: слабая опалесценция, опалесценция, слабая, заметная и сильная муть. Запах летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными хозяйственно-бытовыми сточными водами. Взвешенные вещества влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, состав растворенных компонентов поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а так же на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Определение количества взвешенных частиц важно проводить при контроле процессов биологической и физико-химической обработки сточных вод и при оценке состояния природных водоемов. – один из важнейших показателей качества вод. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов. От величины pH зависят развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Величина pH воды так же влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ. Окислительно-восстановительный потенциал Хлориды – преобладающим анионом в высокоминерализованных водах. Концентрация хлоридов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей минерализации воды. Азот аммонийных солей – содержание ионов аммония в природных водах варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм3 в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано главным образом с процессами биохимической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий при использовании аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, лесохимической и химической промышленности. вод, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками. ПДКвр солевого аммония составляет 0,4 мг/л по азоту (лимитирующий показатель вредности - токсикологический). Нитраты - главными процессами, направленными на понижении концентрации нитратов, являются потребление их фитопланктоном и денитрофицирующими бактериями, которые при недостатке кислорода используют кислород нитратов на окисление органических веществ. В поверхностных водах нитраты находятся в растворенной форме. Концентрация нитратов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при минимальном потреблении азота происходит разложение органических форм в минеральные. Амплитуда сезонных колебаний может служить одним из показателей эвтрофирования водного объекта. ПДКвр – 40 мг/л (по NO3-) или 9,1 мг/л (по азоту). Нитриты реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабжения и собственно природных вод. ПДКвр – 0,08 мг/л в виде иона NO2- или 0,02 мг/л в пересчете на азот. Алюминий - в природных водах алюминий присутствует в ионной, коллоидной и взвешенной формах. Миграционная способность невысокая. Образует довольно устойчивые комплексы, в том числе органоминеральные, находящиеся в воде в растворенном или коллоидном состоянии. Ионы алюминия обладают токсичностью по отношению к многим видам водных живых организмов и человеку; токсичность проявляется, прежде всего, в кислой среде. ПДКв алюминия составляет 0,5 мг/л (лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсилогический), ПДКвр – 0,04 мг/л (лимитирующий показатель - токсикологический). БПК полное – полным биохимическим потреблением кислорода (БПКполн ) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается. Полная биохимическая потребность в кислороде БПКп для внутренних водоемов рыбохозяйственного назначения (I-ой и II-ой категорий) при температуре 20°С не должна превышать 3 мг O2 /л. Железо общее - главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях. ПДКв железа составляет 0,3 мг/л (лимитирующий показатель вредности - органолептический). ПДКвр – 0,1 мг/л (лимитирующий показатель вредности - токсикологический). Медь – один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана главным образом с включением ее в состав активных центров окислительно-восстановительных ферментов. Медь может появляться в результате коррозии медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системах водоснабжения. Никель соединений никеля могут быть гидроксид железа, органические вещества, высокодисперсный карбонат кальция, глины. ПДКв никеля составляет 0,1 мг/л (лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсикологический), ПДКвр – 0,01 мг/л (лимитирующий показатель вредности - токсикологический). Цинк – в Многие соединения цинка токсичны, прежде всего, сульфат и хлорид. В водной среде токсичность цинка усиливают ионы меди и никеля. ПДКв Zn2+ составляет 5,0 мг/л (лимитирующий показатель - органолептический), ПДКвр Zn2+ - 0,01 мг/л (лимитирующий показатель вредности - токсикологический). Эффективность очистки загрязняющих веществ на ОСК г. Йошкар-Ола за 2007 год . Наименование ЗВ Поступающая СВ Очищенная СВ % очистки Ион аммония 27,07 1,72 94 Нитриты 0,27 0,58 46 1,90 38,8 4 Алюминий 0,75 0,037 95 Ацетон 0,04 0 100 БПК полное 208,72 6,45 97 Взвешенные вещества 227,18 13,8 94 Железо общее 2,74 0,32 88 Жиры 0,00 0 0 Кадмий 0,00 0 0 Медь 0,04 0,0008 98 Нефтепродукты 1,15 0,039 97 Никель 0,16 0,02 87,5 Свинец 0,01 0,0005 95 0,78 0,02 97 Сульфаты 39,58 45,5 0,00 0 0 Фенолы 0,04 0,001 97,5 Фосфаты (по Р) 2,47 0,57 77 Фториды 0,10 0,15 0 Хлориды 64,87 57,9 11 Хром 3-х валентный 0,00 0,0002 0 Хром 6-и валентный 8,89 0,002 99 Цинк 0,12 0,013 89 4 Источники загрязнения водного объекта в зависимости от ландшафтной структуры местности I. В пределах больших городов сохранение долин рек в естественном состоянии невозможно без постоянного проведения природоохранных мероприятий, поскольку здесь особенно сильно негативное антропогенное воздействие. Оценка качества участка ландшафтных комплексов производится по ряду природных параметров, среди которых можно выделить площадь участка, индекс биоразнообразия, антропогенную преобразованность, уязвимость к антропогенным нагрузкам, историческую ценность, позицию в экологическом пространстве, потенциальную рекреационную ценность. В условиях современных городов важнейшим фактором становится и экологическое состояние территории, которое характеризуется геоэкологическими и биогеохимическими условиями. Под экологическими условиями понимается совокупность геоэкологических факторов, определяющих состояние окружающей среды в пределах рассматриваемой территории. К их числу обычно относят метеоклиматические особенности, загрязнение атмосферы, акустический режим территории, ее инженерно-геологические и гидрогеологические условия. К биогеохимическим факторам относятся следующие: степень нарушенности и загрязнения почвенного покрова, гидрологическая характеристика территории, включающая оценку гидрологического режима водотока, степень трансформации русла, уровень загрязнения воды в реке и другие гидрохимические показатели поверхностного стока в пределах водосбора. Совместное рассмотрение всех этих параметров позволяет дать комплексную характеристику ландшафтной структуры территории. 1) Оценка геоэкологических факторов А) Метеоклиматические условия. Метеоклиматические изменения фоновых характеристик и перераспределение метеоэлементов обусловлены рельефом долины реки и ее притоков, характером зеленого покрова и зависят от условий погоды. В понижениях рельефа – поймах рек, ночью, при антициклональном режиме погоды и радиационном выхолаживании, отмечаются сток воздуха с более возвышенных прилегающих территорий и его застой, образуются туманы, приземные инверсии, способствующие накоплению вредных примесей приземном слое атмосферы при их поступлении. Б) Состояние атмосферного воздуха . Загрязнения воздушного бассейна происходит за счет выбросов загрязняющих веществ промышленных и транспортных объектов, расположенных за пределами участка, а так же в значительной мере, от поступления масс загрязненного воздуха с прилегающих территорий, создающих фоновое загрязнение. Совокупность воздействия этих факторов определяет высокий уровень загрязнения воздушного бассейна в целом. В) Геологическая среда моренных отложений московской или днепровской стадии оледенения и флювиогляциальных отложений окско-днепровского межледниковья. 2) Оценка биогеохимических факторов А) Почвенный покров. суммарного показателя концентрации (СПК) – суммы превышений накапливающихся элементов над фоновым уровнем. В зависимости от значений этого показателя выделяются категории загрязнения территорий: допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная. В) Зеленые насаждения. Комплексная оценка состояния окружающей среды А) Ландшафтная структура территории. а иногда антропогенное вмешательство было даже благотворно для природного ландшафта. В других же случаях природные экосистемы деградировали. Наименьшей трансформации подверглись урочища пойм и отчасти террас, непосредственно примыкающих к руслу реки, где коренная растительность замещена насаждениями клена с примесью вяза и ив. Со временем насаждения утратили свою эстетическую привлекательность, а кроме того уже достигли физиологической старости, что требует мероприятий по реконструкции. К тому же высокая степень загущенности древостоя способствует ухудшению криминогенной ситуации. В наибольшей степени изменениям подверглись природно-территориальные комплексы, занятые жилой и производственной застройкой. Трансформация таких комплексов имеет неоднозначный градостроительный эффект. Растительность характеризуется замещением коренных ее типов на участках жилой застройки культурными посадками с возрастом, соответствующим возрасту застройки. В целом состояние таких техногенных комплексов удовлетворительно, кроме территорий, занятых объектами производственного назначения, что вызвало деградацию зеленых насаждений. Б) Анализ реабилитационного потенциала реки. окружающей среды, а также на анализе градостроительного потенциала рассматриваемого участка и общей градостроительной ситуации на прилегающих к нему городских территориях. захламленность территории на отдельных участках, влияние загрязненных и недостаточно очищенных стоков жилых кварталов, производственных зон и предприятий, влияющих на качество водных объектов. Следовательно, состояние водоемов не соответствует требованиям, предъявляемым к объектам культурно-бытового назначения. Кроме того, сверхнормативное загрязнение атмосферного воздуха вдоль магистралей характерно практически для всей территории. II. Водные объекты, являясь природными и природно-техногенными элементами ландшафтно-геохимических систем, в большинстве случаев являются конечным звеном в стоковой аккумуляции большей части подвижных техногенных веществ. В ландшафтно-геохимических системах вещества с более высоких уровней к более низким гипсометрическим уровням переносятся с поверхностным и подземным стоками, а обратно (от низких к более высоким уровням) — атмосферными потоками и только в некоторых случаях потоками живого вещества (например, при массовом вылете из водоемов насекомых после завершения личиночной стадии развития, проходящей в воде, и др.). Элементы ландшафта, представляющие начальные, наиболее высокорасположенные звенья (занимающие, например, местные водораздельные поверхности), геохимических автономны и поступление в них загрязняющих веществ ограничено, за исключением поступления их из атмосферы. Элементы ландшафта, образующие более низкие ступени геохимической системы (расположенные на склонах и в понижениях рельефа), представляют собой геохимически подчиненные или гетерономные элементы которые наряду с поступлениями загрязняющих веществ из атмосферы получают часть загрязняющих веществ, поступающие с поверхностными и грунтовыми водами из более высокорасположенных звеньев ландшафтно-геохимического каскада. В связи с этим образующиеся на водосборе загрязняющие вещества за счет миграции в природной среде рано или поздно попадают в водные объекты преимущественно с поверхностным и грунтовым стоками, постепенно накапливаясь в них. 5 Основные процессы самоочищения воды в водном объекте Самоочищение воды водоемов – это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта. Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км. протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы. Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ. Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте населенных пунктов. К биологическим факторам самоочищения водоема относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитее сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения. Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает в сутки более 30 л воды. Чистота водоемов немыслима без охраны их растительности. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных живых организмов можно достичь положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ. процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями. Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время – самоочищение от нефти. В природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных наносами и пылью; слипание комочков, взвешенных в толще воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и растворенной нефти вследствие оседания, всплывания и смешивания с чистой водой. Интенсивность этих процессов зависит от свойств конкретного вида нефти (плотность, вязкость, коэффициент теплового расширения), наличия в воде коллоидов, взвешенных и влекомых частиц планктона и т. д., температура воздуха и от солнечного освещения. 6 Мероприятия по интенсификации процессов самоочищения водного объекта Самоочищение воды – это непременное звено в цикле круговорота воды в природе. Загрязнения любых типов при самоочищении водных объектов в конечном счете оказываются сконцентрированными в виде продуктов жизнедеятельности и отмерших тел микроорганизмов, растений и питающихся ими животных, которые скапливаются в иловой массе на дне. Водные объекты, в которых природная среда уже не справляется с поступающими загрязняющими веществами, деградирует, и это происходит главным образом из-за изменений в составе биоты и нарушений пищевых цепочек, прежде всего микробного населения водного объекта. Процессы самоочищения в таких водных объектах минимальны или полностью прекращаются. Поставленную задачу можно решить только путем выполнения системы организационных мероприятий и инженерно-мелиоративных работ, направленных на восстановление природной среды водных объектов. с последующим обустройством прибрежных и пойменных территорий. Основная задача выполняемых природоохранных мероприятий и инженерно-мелиоративных работ на водосборе – уменьшение образования отходов и недопущение несанкционированного сброса загрязняющих веществ на рельеф водосбора, для чего осуществляют следующие мероприятия: внедрение системы нормирования образования отходов; организация экологического контроля в системе обращения с отходами производства и потребления; проведение инвентаризации объектов и мест размещения отходов производства и потребления; рекультивация нарушенных земель и их обустройство; ужесточение платы за несанкционированный сброс загрязняющих веществ на рельеф местности; внедрение малоотходных и безотходных технологий и систем оборотного водоснабжения. и рекреационных сооружений, крепление берегов и воссоздание устойчивого травяного покрова и древесно-кустарниковой растительности, препятствующих впоследствии эрозионным процессам. Работы по озеленению выполняют для восстановления природного комплекса водного объекта и перевода большей части поверхностного стока в подземный горизонт с целью его очистки, используя горные породы прибрежной зоны и пойменных земель в качестве гидрохимического барьера. Берега многих водных объектов замусорены, а воды загрязнены химическими веществами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами плавающим мусором, а часть из них эвтрофированы и заилены. Стабилизировать или активизировать процессы самоочищения в подобных водных объектах без специального инженерно-мелиоративного вмешательства невозможно. Цель выполнении инженерно-мелиоративных мероприятий и природоохранных работ – создание в водных объектах условий, обеспечивающих эффективное функционирование различных очищающих воду сооружений, и выполнения работ по ликвидации или уменьшению негативного воздействия источников распространения загрязняющих веществ как внеруслового, так и руслового происхождения. Структурно-логическая схема организационных, инженерно-мелиоративных и природоохранных мероприятий, направленных на восстановление природной среды водного объекта показана на рисунке 1. Только системный подход к проблеме восстановления водных объектов дает возможность улучшить качество воды в них. Рекультивация нарушенных земель Активация процессов самоочищения Система мероприятий, направленных на восстановление природной среды водных объектов Мероприятия и работы, проводимые на водосборе Работы, выполняемые в акватории водного объекта Очистка вод Ликвидация источников руслового загрязнения Совершенствование природоохранного законодательства и нормативной базы Повышение ответственности Нормирование отходов, экологический контроль, инвентаризация мест размещения и обезвреживания отходов Создание водоохранных зон Реабилитация загрязненных земель и территорий Сапропели Техногенные илы Плавающий мусор Восстановление природной среды, естественных вод экосистем и улучшение обитания и состояния здоровья человека От химических и бактериологических загрязнений Система мониторинга Заключение ущерба здоровью населения и качеству окружающей среды является очень сложным и должно осуществляться с помощью современных информационных технологий, наиболее перспективной из которых является технология географических информационных систем, которая может использоваться для поддержки процесса принятия и реализации хозяйственных решений при оценке воздействия на окружающую среду и экологической экспертизе. Одним из структурных элементов ГИС являются базы данных, в которых хранится вся имеющаяся в системе информация: графические (пространственные) данные; тематические и нормативно-справочные данные (сведения о территориальной и временной привязке тематической информации, справочные данные о ПДК, фоновых значениях и т. п.). Формируются базы данных, исходя из цели исследования и наличия достоверной информации о состоянии атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы, снегового покрова, здоровья населения и другой информации. Прогнозирование экологической ситуации в зоне возможной деятель­ности хозяйственного или иного объекта и принятие решений при воз­никновении опасных загрязнений и аварийных выбросов основаны, как правило, на использовании интуитивных процедур, опирающихся на информацию, которая в своем большинстве является неполной, не совсем точной, а иногда и недостоверной. экологической безопасности позволяет пользователям, используя нечеткие критерии представления знаний о информации, получить предложения по возможным вариантам решений, основываясь на правилах логического вывода данных и знаний экспертной системы и на методе неточных рассуждений. Анализ работ, посвященных развитию интеллектуальных систем эко­логической безопасности промышленных предприятий и территорий, показывает, что развитие подобных систем в России находится на начальном уровне. Для организации в промышленном регионе эффективно действующей системы экологической безопасности как целостной системы контроля, оценки и прогноза опасных изменений природной среды, необходимо построение сети наземных, подземных и аэрокосмических наблюдений за всеми компонентами природной среды. При этом для получения объективной картины о состоянии окружающей среды и для решения вопросов регионального уровня (экспертиза, принятие решений, прогноз) необходима организация экологического мониторинга всех крупных источников загрязнений, постоянный контроль состояния параметров окружающей среды, изменяющихся в результате воздействия загрязнений отходами, поступающими из различных источников. недостаточно региональной системы мониторинга, необходима более точная информация о локальных источниках загрязнения в масштабе предприятия. Таким образом, актуальной и важной задачей остается создание авто­матизированных систем экологического мониторинга, систем подготовки и принятия решений, что обеспечит проведение на высоком качественном уровне оценки воздействия на окружающую среду проектируемых объектов хозяйственной и иной деятельности. Список литературы 1. Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации//Охрана труда и социальное страхование. - №12, 2006. 2. Хвастунов А. И. Экологические проблемы малых и средних промышленных городов: оценка антропогенного воздействия. - Йошкар-Ола, 1999. – 247с. 3. Сметанин В. И. Восстановление и очистка водных объектов. – М.: КолосС, 2003. – 157с. 4. Инженерная экология: Учебник/Под ред. Проф. В. Т. Медведева. – М.: Гардарики, 2002. – 687с.