Загрязнение атмосферы

IV. Показатели качества природных и сточных вод

1) Качественная характеристика сточных вод

Качественная  характеристика сточных вод определяется химико-аналитическими определителями различных загрязняющих ингредиентов.

В связи с тем, что определение  абсолютного состава сточных  вод трудоемко, обычно пользуются сокращенным  перечнем показателей, наиболее полно  характеризующих их качество и используемых для проектирования и расчета  сооружений канализации. К таким показателям относятся: температура, окраска, запах, прозрачность, величина рН, сухой и плотный остатки, содержание взвешенных веществ, оседающих веществ, биохимическая потребность в кислороде {БПК), химическая потребность в кислороде (ХПК), содержание различных форм азота, фосфатов, хлоридов, сульфатов, токсичных элементов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), концентрация растворенного кислорода, биологические загрязнения.

Первые  пять показателей относятся к  органолептическим показателям  вредности, причем два из них (температура  и  реакция среды) помимо органолептических воздействии оказывают значительное влияние на состояние водоотводящих и очистных сооружений канализации. Так, температура воды влияет на процессы осаждения взвешенных веществ и определяет скорость биологических процессов в технологии очистки воды, а изменение реакции среды выше 0,5 или ниже 8,5 может привести к разрушению сооружений канализации и к нарушению нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих процессы очистки воды.

Величина  сухого и плотного остатка в воде дает представление об общем количестве загрязнений в первом случае в  натуральной пробе, а во втором—в фильтрованной. Прокаливание сухого и плотного остатков и определение весовых потерь после прокаливания позволяют получить примерное самоочищение минеральной и органической частей загрязнений.

Содержание  взвешенных веществ — один из главных  показателей качества сточных вод, по которому рассчитывают сооружения для отстаивания и определяют количество образующихся осадков. Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах обычно составляет 100—500 мг/л. Оседающие вещества являются частью взвешенных веществ, которая оседает в потоке на дно отстойного цилиндра за 2 ч отстаивания. В городских сточных водах оседающие вещества составляют 65—75% взвешенных веществ по весу.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК) также  является одним из главных показателей  качества сточных вод, по которому рассчитывают сооружения биологической очистки.

БПК представляет собой кислородный  эквивалент степени загрязненности сточной воды органическими веществами, который будет различным для одной и той же воды в зависимости от длительности его определения. Поэтому величину БПК всегда указывают с индексом внизу, который означает длительность определения. Например, БПК5 — количество кислорода, потребляемое микроорганизмами за пять суток определения, а если указана БПКПОЛН, то это значит, что дана величина кислорода, необходимая на сумму всех биологических реакций окисления органических веществ сточной воды. БПКПОЛН2/л. городских сточных вод, как правило, не бывает более 500 мгО

Таким образом, ХПК сточных вод должна быть обязательно выше БПКполп. так как не все органические вещества окисляются биологически (микроорганизмами) и не обязательно до конечных, простых продуктов окисления. В соответствии с требованиями СНиП II-32-74 ХПК городских сточных вод, поступающих на очистные сооружения, не должна более чем в 1,5 раза превышать БПКПОЛН, т. е. превышать 750 мгО2/л,

По  величине ХПК, или, точнее, по разности между величинами ХПК и БПКПОлн можно судить о соотношении между бытовыми и производственными сточными водами в их смеси. Чем выше эта разность, тем больше количество производственных сточных вод, так как в последних, как правило, содержатся трудноокисляемые или биологически неокисляемые органические вещества.

Необходимо  также определять содержание азотных  форм и фосфора в сточных водах, так как они являются основными  биогенными эле ментами питания микроорганизмов, обеспечивающих биологическую очистку сточных вод. В городских сточных водах до их очистки присутствуют только две формы азота — общий и аммонийный Окисленные формы азота (нитраты и нитриты) могут появляться только после очистки в биоокислителях — аэротенках и биофильтрах. Концентрация аммонийного азота в сточной воде является одним из дополнительных показателей ее загрязненности хозяйственно-бытовыми загрязнениями. Чем меньше аммонийного азота в сточной воде, тем она чище. Однако реакция окисления азота аммонийных солей до нитратов требует кислорода примерно в два раза больше, чем реакции окисления органических веществ, поэтому в практике очистка сточных вод обычно ограничивается только стадией окисления органических веществ, которая называется полной биологической очисткой.

Содержание  сульфатов и хлоридов в сточных  водах определяют в качестве основных показателей минеральных загрязнений. В городских сточных водах концентрация сульфатов составляет 100 — 150 мг/л, а концентрация хлоридов 150—250 мг/л. В процессе очистки сточных вод на городских очистных сооружениях сульфаты и хлориды не задерживаются, никаких изменений не претерпевают и в указанных концентрациях не оказывают влияния на физико-химические и биологические процессы обработки воды и осадков.

К группе токсичных относятся железо, никель, медь, свинец, цинк, хром (особенно шестивалентный), мышьяк, сурьма, алюминий и т. д. Содержание этих элементов  в производственных сточных водах, поступающих в городскую канализационную сеть, не должно быть больше пороговых значений, определяемых началом окончательных воздействий на микрофлору, осуществляющую очистку сточных вод.

Определение синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в сточных водах  обязательно, так как эта группа химических соединений отрицательно влияет на работу очистных сооружений городских канализаций и санитарное состояние водоемов. Предельно допустимые концентрации (ПДК) СПАВ для сооружений биологической очистки составляют 10—20 мг/л в зависимости от их типа и молекулярной структуры.

Одним из основных показателей качества очищенных  сточных вод является количество растворенного кислорода. Для нормальной жизнедеятельности открытых водоемов его количество не должно быть меньше 4 мг/л, а для нормального функционирования сооружений — биоокислителей не меньше 2 мг/л. В загрязненных сточных водах растворенный кислород, как правило, отсутствует.

Биологические загрязнения в сточных водах  представлены бактериями, вирусами, грибами, мелкими водорослями, гельминтами, поэтому сточные воды опасны в эпидемиологическом отношении. При анализе сточных вод на биологические загрязнения определяют общий счет бактерий, число бактерий кишечной группы и число яиц гельминтов. В городских сточных водах общий счет бактерий составляет несколько сотен тысяч в 1 мл, число бактерий кишечной группы — не-Слолько десятков тысяч в 1 мл, а число яиц гельминтов находится в пределах десяти в 1 л.

В связи с тем, что концентрации загрязнения в сточных водах  значительно колеблются во времени, методика отбора проб должна обеспечивать представительность среднего качества. Общепринятой для городских сточных вод является методика отбора среднесуточных проб — отбора часовых проб пропорционально часовым расходам сточных вод

2)Природные  воды

Природные воды отличаются разнообразием примесей, количество и состав которых зависит  от условий формирования водного  источника и состояния его  охраны. Различают физические, химические, и микробиологические свойства воды.  
Физические свойства

• Температура
• Прозрачность
• Мутность
• Цветность
• Содержание взвешенных частиц
• Запах
• Вкус

 
 
Температура воды 
Наиболее стабильную температуру имеют воды подземных источников. Как правило 5-10°С. Температура воды в водоемах зависит от времени года, климата, условий питания, сброса сточных вод и других факторов.  
Взвешенные вещества. 
Представляют собой частицы размерами от 100мкм до 1мм. Основной их особенностью является способность выделяться из воды под действием силы тяжести (осаждаться). Взвеси задерживаются при фильтровании воды через бумажные фильтры. О количестве взвеси в воде судят по увеличению массы фильтра. Точное количественное определения взвешенных веществ весовым способом отнимает много времени, поэтому при проведении экспресс- анализов о содержании взвешенных веществ судят по прозрачности и мутности воды.  
Прозрачность. 
Характеризуется максимальной высотой столба воды, через которую виден крест с толщиной линии 1мм или определенного размера шрифт. Прозрачность выражают в сантиметрах "по шрифту" или "по кресту".  
Мутность 
Определяют в лабораторных условиях мутномером, нефелометром-калориметром или фотометрическим путем. Выражается в (мг/л). В отличии от подземных, вода поверхностных источников отличается большим разнообразием взвешенных и коллоидных частиц как по качественному, так и по количественному составу. Свойства взвеси зависят от условий питания, скорости течения и степени размываемости берегов. В зависимости от количества взвешенных частиц, воды поверхностных источников подразделяются на маломутные- до 50мг/л, средней мутности - от 50 до 250 мг/л, мутные - от250 до 2500 мг/л, высокомутные - более 2500 мг/л.  
Цветность воды

Чистые природные  воды обычно бесцветны или имеют  голубоватый оттенок. Вода, загрязненная органическими веществами в результате вымывания из почв и торфиников, приобретает желтый или коричневый цвет. Эти органические вещества принято объединять под общим названием гумусовые. Окраску природным водам придают в основном органические коллоидные соединения. Цветность вод подземных источников зависит от содержания закисного железа, соединений серы, марганца и других элементов. Иногда вода приобретает несвойственный ей цвет из-за сброса в водоем неочищенных сточных вод. Цветность измеряют в градусах платиново-кобальтовой шкалы путем сравнения цвета исследуемой воды с эталонными растворами. Природные воды по цветности подразделяются на малоцветные с цветностью до 35 град и цветные - более 35 град.

Привкусы и запахи воды 
Органолептические свойства воды поверхностных источников имеют главным образом биологическое происхождение, как результат жизнедеятельности и отмирания водных растений, плесневелых грибов, пленочных бактерий, а также, как следствие, при "цветении" воды. Загрязнение водоемов бытовыми, промышленными сточными водами, содержащими ароматические углеводороды, спирты, фенолы, альдегиды и прочие органические вещества, ухудшают органолептические свойства воды. С запахом тесно связан и вкус воды. Как правило, вещества, изменяющие запах воды, придают ей вкус или привкус. Кислый вкус вызывается органическими кислотами: яблочной, щавелевой, муравьиной, винной и др. Сладкий и горький привкусы обусловливаются наличием в воде низкомолекулярных органических соединений. Наиболее распространенной причиной ухудшения органолептических свойств подземной воды является присутствие в ней повышенных концентраций сероводорода, железа, марганца, сульфатов и хлоридов. Например, при содержании железа более 1 мг/л вода приобретает затхлый запах и неприятный вкус.. Соленый вкус в большинстве случаев вызывается растворенными солями.   
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

1. 1.Л. П.  Астанин, К. Н. Благосклонов «охрана природы» Москва «колос» 1984
2. 2.В. И. Коробкин, О. Е. Приходченко, Л. В. Передельский «Экология» - М: ТК Велби Изд-во: Проспект, 2007
3. Базаева М.Г. и др. Основы экологии и безопасности жизнедеятельности, М., Экомир, 2009
4. Экология: Учебное пособие/ Под ред. Проф. В.В. Денисова. – 2-е изд., исправленное и дополненное. – Москва: ИКЦ « МарТ », Ростов-на-Дону, 2004