Оценка влияния сброса очистных сооружений ливневых стоков ОАО "Газ" на анионный состав вод р.Ока

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

ВОЛЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Автомобильный институт

Кафедра экологии и природопользования 
 
 
 

Курсовая  работа

ОЦЕНКА  ВЛИЯНИЯ СБРОСА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЛИВНЕВЫХ СТОКОВ ОАО «ГАЗ» НА АНИОННЫЙ СОСТАВ ВОД р. ОКА 

Автор курсовой работы       К.В. Клочкова

      (подпись)   (дата) 
 

Специальность 013400 Природопользование

(номер, название специальности) 
 

Руководитель  работы

(доцент,к.б.н.)

                                                 М.В.Дабахов

      (подпись) (дата)   
 

Оценка 

 (прописью)

Н.Новгород, 2008

 
 

 

План работы: 

1. Введение……………………………………………………………………3
2. Обзор литературы………………………………………………………4-10
3. Методика и объект исследования…………………………………….11-14
4. Результаты исследования…………………………………………….15-25
5. Выводы…………………………………………………………………….26
6. Список литературы………………………………………………………..27

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение 

    Целью данной курсовой работы является оценка влияния сброса очистных сооружений ливневых стоков ОАО «ГАЗ» на анионный состав вод р. Ока. В рамках работы решались следующие задачи:

• оценка уровня загрязнения поверхностных вод хлоридами, сульфатами, нитратами, нитритами, фосфатами;
• анализ динамики анионного состава в створе №2 и створе № 3 за период наблюдения;
• выявление возможных причин расхождения концентраций;

    Актуальность  темы заключается в том, что загрязнения поверхностных вод может привести к нарушению здоровья населения, развитию массовых инфекционных, паразитарных и неинфекционных заболеваний, а также к ухудшению условий водопользования населения. Именно поэтому необходимо регулярно осуществлять мониторинг поверхностных вод, который позволяет:

    - своевременно выявлять и прогнозировать развитие негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние;

    - разрабатывать и реализовывать меры по предотвращению негативных последствий этих процессов;

    - оценивать эффективность осуществляемых мероприятий по охране водных объектов.

 

      Обзор литературы

    Рассмотрим  характеристику исследуемых неорганических веществ, особенности их поведения в объекте исследования, миграции и трансформации.

    Вначале обратим внимание на характеристику хлоридов, так как они являются преобладающим анионом в высокоминерализованных водах. Известно, что содержание хлоридов в речных водах и водах пресных озер обычно колеблется от долей миллиграмма до десятков, сотен, а иногда и тысяч миллиграммов на литр. Тогда как в морских и подземных водах содержание хлоридов значительно выше — вплоть до пересыщенных растворов и рассолов.

    Концентрация  хлоридов в поверхностных водах  подвержена заметным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей  минерализации воды.

    Первичными  источниками хлоридов являются магматические породы, в состав которых входят хлорсодержащие минералы (содалит, хлорапатит и др.), соленосные отложения, в основном галит. Значительные количества хлоридов поступают в воду в результате обмена с океаном через атмосферу, взаимодействия атмосферных осадков с почвами, особенно засоленными, а также при вулканических выбросах. Возрастающее значение приобретают промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды.

    Из  всех анионов хлориды обладают наибольшей миграционной способностью, что объясняется  их хорошей растворимостью, слабо выраженной способностью к сорбции взвешенными веществами и потреблением водными организмами. Повышенные содержания хлоридов ухудшают вкусовые качества воды, делают ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивают применение для многих технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий. Если в питьевой воде есть ионы натрия, то концентрация хлорида выше 250 мг/дм³ придает воде соленый вкус. Нет данных о том, что высокие концентрации хлоридов оказывают вредное влияние на человека. ПДК_в составляет 350 мг/дм³, ПДК _вр — 300 мг/дм³(Гусева Т. В. и др.). 

    А теперь остановимся подробнее на характеристике сульфатов, которые присутствуют практически во всех поверхностных водах и являются одними из важнейших анионов.

    Главным источником сульфатов в поверхностных  водах являются процессы химического  выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также  окисления сульфидов и серы:

    2FeS₂ + 7O₂ + 2H₂O = 2FeSO₄ + 2H₂SO₄;

    2S + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄.

    Значительные  количества сульфатов поступают  в водоемы в процессе отмирания  организмов, окисления наземных и  водных веществ растительного и  животного происхождения и с  подземным стоком.

    В больших количествах сульфаты содержатся в шахтных водах и в промышленных стоках производств, в которых используется серная кислота, например, окисление пирита. Сульфаты выносятся также со сточными водами коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства.

    Концентрация  сульфата в природной воде лежит в широких пределах. В речных водах и в водах пресных озер содержание сульфатов часто колеблется от 5-10 до 60 мг/дм³, в дождевых водах — от 1 до 10 мг/дм³. В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно больших величин.

    Концентрация  сульфатов в поверхностных водах  подвержена заметным сезонным колебаниям и обычно коррелирует с изменением общей минерализации воды. Важнейшим фактором, определяющим режим сульфатов, являются меняющиеся соотношения между поверхностным и подземным стоками. Заметное влияние оказывают окислительно-восстановительные процессы, биологическая обстановка в водном объекте и хозяйственная деятельность человека.

    Повышенные  содержания сульфатов ухудшают органолептические  свойства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека. Поскольку сульфат обладает слабительными свойствами, его предельно допустимая концентрация строго регламентируется нормативными актами. Весьма жесткие требования по содержанию сульфатов предъявляются к водам, питающим паросиловые установки, поскольку сульфаты в присутствии кальция образуют прочную накипь. Вкусовой порог сульфата магния лежит в пределах от 400 до 600 мг/дм³, для сульфата кальция — от 250 до 800 мг/дм³. Наличие сульфата в промышленной и питьевой воде может быть как полезным, так и вредным.

    ПДК_в сульфатов составляет 500 мг/дм³, ПДК_вр — 100 мг/дм³.

    Не  замечено, чтобы сульфат в питьевой воде влиял на процессы коррозии, но при использовании свинцовых  труб концентрация сульфатов выше 200 мг/дм³ может привести к вымыванию в воду свинца (Гусева Т. В. и др.). 

    Перейдем  к характеристике нитратов. Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с такими процессами как:

• внутриводоемными процессами нитрификации аммонийных ионов в присутствии кислорода под действием нитрифицирующих бактерий;
• атмосферными осадками, которые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота (концентрация нитратов в атмосферных осадках достигает 0,9 - 1 мг/дм³);
• промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, особенно после биологической очистки, когда концентрация достигает 50 мг/дм³;
• стоком с сельскохозяйственных угодий и со сбросными водами с орошаемых полей, на которых применяются азотные удобрения.

    Главными  процессами, направленными на понижение 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 веществ и переход азота из органических форм в минеральные. Амплитуда сезонных колебаний может служить одним из показателей эвтрофирования водного объекта.

    В незагрязненных поверхностных водах  концентрация нитрат-ионов не превышает величины порядка десятков микрограммов в 1 дм³ (в пересчете на азот). С нарастанием эвтрофикации абсолютная концентрация нитратного азота и его доля в сумме минерального азота возрастают, достигая n·10^-1 мг/дм³. В незагрязненных подземных водах содержание нитратных ионов обычно выражается сотыми, десятыми долями миллиграмма и реже единицами миллиграммов в 1 дм³. Подземные водоносные горизонты в большей степени подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные водоемы (т.к. отсутствует потребитель нитратов).

    При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов (от 25 до 100 мг/дм³ по азоту), резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Крайне тяжело протекают метгемоглобинемии у грудных детей (прежде всего, искусственно вскармливаемых молочными смесями, приготовленными на воде с повышенным — порядка 200 мг/дм³ — содержанием нитратов) и у людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Особенно в этом случае опасны грунтовые воды и питаемые ими колодцы, поскольку в открытых водоемах нитраты частично потребляются водными растениями.

    Присутствие нитрата аммония в концентрациях  порядка 2 мг/дм³ не вызывает нарушения биохимических процессов в водоеме; подпороговая концентрация этого вещества, не влияющая на санитарный режим водоема, 10 мг/дм³. Повреждающие концентрации соединений азота (в первую очередь, аммония) для различных видов рыб составляют величины порядка сотен миллиграммов в 1 дм³ воды.

    Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г; допустимое суточное потребление по рекомендациям ФАО/ВОЗ — 5 мг/кг массы тела.

    Наряду  с описанными эффектами воздействия  немаловажную роль играет тот факт, что азот — это один из первостепенных биогенных (необходимых для жизни) элементов. Именно этим обусловлено применение соединений азота в качестве удобрений, но, с другой стороны, с этим связан вклад вынесенного с сельскохозяйственных земель азота в развитие процессов эвтрофикации (неконтролируемого роста биомассы) водоемов. Так, с одного гектара орошаемых земель выносится в водные системы 8-10 кг азота.

    ПДК_в нитратов составляет 45 мг/дм³ (по NO₃^-) (тождественно равен стандарту США для питьевой воды), ПДК_вр - 40 мг/дм³ (по NO₃^-) или 9,1 мг/дм³ (по азоту) (Хараев Г.И. и др., 2004)

    Нитриты

    Нитриты представляют собой промежуточную  ступень в цепи бактериальных  процессов окисления аммония  до нитратов (нитрификация — только в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификация — при недостатке кислорода). Подобные окислительно-восстановительные реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабжения и собственно природных вод. Кроме того, нитриты используются в качестве ингибиторов коррозии в процессах водоподготовки технологической воды и поэтому могут попасть и в системы хозяйственно-питьевого водоснабжения. Широко известно также применение нитритов для консервирования пищевых продуктов.