Шпаргалка по "Экологии"

5.2. Качество воды водных объектов  должно соответствовать требованиям,  указанным в приложении 1. Содержание химических веществ не должно превышать гигиенические предельно допустимые концентрации и ориентировочные допустимые уровни веществ в воде водных объектов, утвержденные в установленном порядке (ГН 2.1.5.689-98, ГН 2.1.5.690-98 с дополнениями).

5.3. При отсутствии установленных  гигиенических нормативов водопользователь  обеспечивает разработку ОДУ  или ПДК, а также метода определения  вещества и/или продуктов его  трансформации с нижним пределом  измерения   0,5 ПДК.

5.4. В случае присутствия в  воде водною объекта двух и  более веществ 1 и 2 классов  опасности, характеризующихся однонаправленным  механизмом токсического действия, в т. ч. канцерогенных, сумма  отношений концентраций каждого  из них к соответствующим ПДК  не должна превышать единицу:

 

24 Лимитирующий признак вредности (ЛПВ) - признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией в воде; иными словами, это признак, который определяет собой наиболее ранний и вероятный характер неблагоприятного влияния в случае появления в воде химического вещества в концентрации, превышающей ПДК.

Для воды хозяйственно-питьевого назначения выделяются три типа ЛПВ - санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический. Санитарно-токсикологический подразумевает концентрацию, при превышении которой вещество становится токсичным для человека. Общесанитарный свидетельствует о нарушении санитарного состояния водного объекта. Органолептический обозначает концентрацию, при превышении которой вода меняет вкусовые качества, цвет, запах, а также характеризуется образованием пены или плёнки.

ПДК устанавливается на основании  определения ЛПВ - по наименьшему  из трех. Пример: Медь токсична для человека – при 10 мг/л, нарушает процессы самоочищения гидроэкосистемы – при 5 мг/л, придает воде привкус – при 1 мг/л. Последнее значение – наименьшее из трех, поэтому здесь ЛПВ – органолептический, и хозяйственно-питьевое ПДК – 1 мг/л.

 

25 К основным физических показателей качества воды относят:

Температура воды.

Запах.

Прозрачность

Водородный показатель (рН) определяет кислотно-щелочное равновесие водных растворов, определяется активностью. От рН зависит развитие водных растений, характер протекания продуктивных процессов.

Содержание взвешенных веществ. Источниками  взвешенных веществ могут быть процессы эрозии почвы и горных пород, продукты метаболизма и разложения гидробионтов, продукты химических реакций и антропогенные  источники.

Бактериологические показатели характеризуют  загрязненность воды патогенными микроорганизмами.

Гидробиологические показатели позволяют  оценить качество воды по животному  населению и растительности водоема.

Химические показатели могут быть общими и специфическими

Окислюванисть воды. Наличие в природных водах органических и некоторых легко окислюваних неорганических примесей (сероводорода, сульфит, закиснет железа и др

Азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитритные и нитратные ионы) образуются в воде в результате разложения белковых соединений, попадающих в нее почти всегда со сточными бытовыми водами.

Нефтепродукты. К нефтепродуктов относят  топлива, масла, битумы и некоторые  другие продукты, представляющие собой  смесь углеводородов разных классов

Пестициды. Во пестицидами понимают большую группу искусственных хлорорганических и фосфорорганических веществ, используемых в борьбе с сорняками, насекомыми и грызунами. Тяжелые металлы. свинец, медь, марганец, цинк, железо.

Методы исследования

В ходе исследования состояния окружающей среды количественному определению  часто предшествует качественный анализ на наличие того или иного химического  элемента, иона, соединения.

Химические методы

Титрометричний (объемный) метод анализа основывается на определении общей и карбонатной жесткости воды, химического потребления кислорода (ХПК), биохимического потребления кислорода (БПК5), кислотности, щелочности, содержания растворенного кислорода и т.д.

Гравиметрический метод определяют в природных и сточных водах  железо (III) и алюминий в виде оксидов, хлориды, сульфаты, многие металлов и  т.п.

Физико-химические методы

Фотометрический анализ определяет практически  все химические элементы, кроме инертных газов; с их помощью определяют как  макро-, так и микроколичеств анализируемого компонента.

Электрохимические методы анализа

Потенциометрия. Используют для определения  рН природных и сточных вод.

Вольтамперометрия. определяют содержание цинка, кадмия, свинца, меди.

Кондуктометрия определения концентрации растворенных солей в питьевых водах  и водах для теплообменного оборудования.

Физические методы

Спектральный анализ позволяет  установить элементный, нуклидний, молекулярный состав вещества и его строение.

Методом пламенной фотометрии количественно  определяют более 70 химических элементов, включая катионы щелочных и тяжелых  металлов в природных водах.

Масс-спектрометрией обнаруживают в  почве тетрахлордибензодиоксин.

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) отображает содержимое различных  форм алюминия и других металлов в  природных водах.

Радиометрические методы анализа  основаны на выявлении и измерении  как естественного, так и искусственной  радиоактивности.

Активационный анализ основывается на облучении нерадиоактивных элементов  нейтронами, протонами и другими  высоко энергетическими частицами, вследствие чего они приобретают  радиоактивности.

Рентгеноспектральный анализ. Под  влиянием рентгеновского излучения  возникает вторичное излучение  пробы, характер которого зависит от качественного и количественного  состава анализируемой вещества.

Люминесцентный анализ основывается на способности веществ излучать свет под действием различных  возбудителей.

 

26 Сточные воды — любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Классификация сточных вод

Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

по источнику происхождения:

производственные (промышленные) сточные  воды (образующиеся в технологических  процессах производств), отводятся  через систему промышленной или  общесплавной канализации

бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные  воды (образующиеся в результате бытовой  жизнедеятельности человека), отводятся  через систему хозяйственно-бытовой  или общесплавной канализации

поверхностные сточные воды (делятся  на дождевые и талые-образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»^[1]

Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и  бытовых, не имеют постоянного состава  и могут быть разделены:

по составу загрязнителей на:

загрязнённые по преимуществу минеральными примесями

загрязнённые по преимуществу органическими  примесями

загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями

по концентрации загрязняющих веществ:

с содержанием примесей 1—500 мг/л

с содержанием примесей 500—5000 мг/л

с содержанием примесей 5000—30000 мг/л

с содержанием примесей более 30000 мг/л

по свойствам загрязнителей

по кислотности:

неагрессивные (pH 6,5—8)

слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6—6,5)

сильноагрессивные (сильнощелочные — pH>9 и сильнокислые — pH<6)

по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:

содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)

содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)

содержащие вещества, токсичные  для человека и обитающих в  водоёмах животных и растений

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках.

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания  сточных вод предназначенных  для сброса на рельеф местности или  в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с  ультрафиолетовым облучением, которое  используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется  также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего  реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность  очистные предприятия многих городов  России уже активно рассматривают  другие реагенты для обеззараживания  сточных вод такие как гипохлорит, дезавид иозонирование.

Мобильные устройства водоочистки

Наряду со стационарными станциями  очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в  очистке небольших их объёмах  или не постоянно, применяются мобильные  станции водоочистки. Как правило, они состоят из барботёра, угольного фильтра, ёмкости обеззараживания и циркуляционного насоса.

Термическая утилизация

Факельная установка ГФУ-5 сжигает  стоки на месторождении Медвежье. 2009

В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не даёт необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путём их сжигания в печах, горелках и различного рода установках. За рубежом наибольшее распространение получили печи термического разложения (более совершенные, но дорогостоящие). В России широко используется огневой метод — универсальный, надежный и недорогой.

Суть его заключается в том, что технологические стоки в  распыленном мелкодисперсном состоянии  впрыскиваются в факел, образуемый при сжигании газообразного или  жидкого топлива. При этом происходит испарение воды, а вредные примеси  разлагаются (сгорают) до безвредных составляющих (СО₂ и Н₂О).^[1]

Механический этап

Производится предварительная  очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью  подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки  сточных вод:

решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

песколовки;

первичные отстойники;

мембранные элементы;

септики.

Для задержания крупных загрязнений  органического и минерального происхождения  применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.

Очищенные таким образом сточные  воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %.

В результате механической очистки  удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Биологический этап

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК5.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения различают  несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки(анаэробное брожение).

Первичные отстойники, куда на этом этапе  попадает вода, предназначены для  осаждения взвешенной органики. Это  железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В  их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок  проходящими по всей плоскости дна  скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников  и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

 

27 Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом. 
Поэтому в Российской Федерации, как и во всем мире, для загрязняющих веществ, как правило, установлены 2 норматива: