CC BY
89
УДК 911.373
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАО «ТАМАК» (ТАМБОВСКИЙ Р-Н, П. БОКИНО) НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ Р. ЖИГАЛКА
© Н.В. Вервекина, Г.Г. Бердникова, О.В. Алехина
Ключевые слова: сточные воды; загрязнение; эффективность работы; очистные сооружения.
Проведены исследования по изучению влияния очищенных сточных вод предприятия ЗАО «ТАМАК» (Тамбовский р-н, п. Бокино) на экосистему р. Жигалка. Показано, что с появлением и модернизацией очистных сооружений на предприятии ЗАО «ТАМАК» изменилась общая картина по сбросу сточных вод в реку. Эффективность очистных сооружений за эти годы увеличилась, особенно это прослеживается по таким показателям, как ХПК, взвешенные вещества, ион аммония и АПАВ.
Многолетние режимы наблюдения за состоянием водных ресурсов хозяйственно-питьевого назначения показали, что практически на всех промышленноурбанизированных территориях мира наблюдается отчетливая тенденция снижения качества и запасов пресной воды, выраженная по главным показателям ее состояния. Чистая пресная вода становится одним из основных лимитирующих факторов для существования человека как биологического вида. Поэтому обеспечение ею населения и народного хозяйства России является одной из наиболее важных социально-экономических задач [1].
Многоцелевое использование водных ресурсов увеличивает спрос на них, ведет к росту загрязнения и постепенному истощению природных источников. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. К сожалению, люди чаще обращают внимание на те последствия, которые касаются непосредственно их и проявляются практически сразу. Однако в некоторых случаях последствия сегодняшней деятельности человеческого сообщества могут
отрицательно проявиться лишь по истечении определенного отрезка времени, причем иногда совершенно непредсказуемо и с непрогнозируемыми результатами.
Если человечеством в ближайшие годы не будут приняты необходимые и достаточные меры, то последствия его неразумной деятельности могут оказаться катастрофическими для настоящих и будущих поколений. Поэтому обеспечение водой населения и народного хозяйства России является одной из наиболее важных социально-экономических задач.
Главный загрязнитель поверхностных вод - сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей [2]. Загрязнение водоемов обусловлено попаданием в них взвешенных частиц, растворенных соединений, токсичных и нетоксичных, механических загрязнений. Антропогенные стоки поступают в водоемы со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий, а также с дождевыми водами. Атмосферные воды попадают в водоемы после кратковременного контакта с поверхностными слоями почвы. Из почвы вымываются не только легкорастворимые, но и труд-
норастворимые соединения. Такой сток без предварительной очистки может принести непоправимый вред рыбохозяйственному водоему.
Цель работы: выявить оказывают или нет негативное влияние на экосистему р. Жигалка очищенные сточные воды предприятия ЗАО «ТАМАК» (Тамбовский р-н, п. Бокино). Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: оценить эффективность работы очистных сооружений на данном предприятии и проанализировать сточную воду до и после очистки в период 1-4 кварталы 20102011 гг. и 1-2 квартал 2012 г по показателям: ХПК, взвешенные вещества, ион аммония, железо общее, нефтепродукты, АПАВ и др.
Предприятие ЗАО «ТАМАК» расположено на одной промышленной площадке северо-западнее п. Бокино на территории Бокинского промышленного узла. Предприятие занимается домостроением, производит блочки, а также межкомнатные двери, оконный брус, плиты.
На предприятии образуются хозяйственно-бытовые и ливневые сточные воды. Производственные сточные воды отсутствуют. Производственное предприятие ЗАО «ТАМАК» на протяжении длительного времени осуществляло сброс сточных вод без очистки. В ноябре 2007 г. на предприятии введены в работу очистные сооружения «Би0КС-200», предназначенные для усреднения, биологической очистки, доочистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения. В состав очистных сооружений входит установка бактерицидная ультрафиолетовая « Лазурь-М10».
Особенностью установки является применение в ней излучателя с бактерицидной лампой, являющейся источником ультрафиолетового излучения, и ультразвуковым кавитатором, повышающим эффективность работы установки, в т. ч. в условиях ухудшенного качества воды (повышенные мутность, цветность, минерализация).
Отвод хозяйственно-бытовых сточных вод производится на собственные локальные очистные сооружения (ОС) «Би0КС-200»-У05, приемником сточных вод является река Жигалка.
Река Жигалка - левый приток р. Цны бассейна р. Волги. Река Жигалка начинается у с. ПокровоПригородное, в балках коренного склона долины на высоте 160 м, течет на северо-восток по территории Тамбовского района, впадает в озеро Красное. Длина водотока около 7 км. Ширина русла реки 2-8 м, русло изменено деятельностью человека, местами взято в трубы [3]. Данный водный объект отнесен к водоемам рыбохозяйственного назначения. Требования к качеству очищенных сточных вод постоянно повышаются. Нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ в водный объект со сточными водами ЗАО «ТАМАК» для двух выпусков разработаны аккредитованной лабораторией ФГУ «ЦЛАТИ по ЦФО». Для выяснения влияния сбрасываемых сточных вод на экологическое состояние р. Жигалка проведен анализ сточных вод по исследуемым показателям и воды реки выше и ниже по течению (табл. 1). Контроль качества сточных вод осуществлен совместно с Тамбовским филиалом Федерального государственного учреждения «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Центральному федеральному округу» по общепринятым методикам [4-9].
Анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что в створе 500 м выше сброса сточных вод (фон) водный объект не соответствует нормативным требованиям по таким показателям как БПК5, фосфатам, железу и нефтепродуктам. Остальные показатели находятся в пределах нормативных значений. В створе 500 м ниже концентрации загрязняющих веществ, по которым ведется мониторинг, больше, чем фоновые. Увеличение концентрации загрязняющих веществ в большей мере связано со сбросом хозяйственнобытовых (выпуск 1) сточных вод, т. к. ливневые сточные воды (выпуск 2) близки по составу к речной воде и
Таблица 1
Сравнительная характеристика водного объекта со сточными водами ЗАО «ТАМАК»
Показатели состава сточных вод Единицы измерения ПДК, мг/дм3 Характеристика р. Жигалка Сточная вода (выпуск 1) Сточная вода (выпуск 2)
500 м выше сброса 500 м ниже сброса
Запах баллы 2 1 1 2 1
Водородный показатель ед. рН 6,5-8,5 7,73 7,78 7,44 7,25
Прозрачность см - 29,6 29,4 30 28,6
Взвешенные вещества мг/дм3 +0,75 9,55 8,80 9,2 10,95 8,9
бпк5 мгОг/дм3 2 2,47 2,76 3 3,12
ХПК мгОг/дм3 30 29 31 28,5 37
Сухой остаток мг/дм3 1000 482 536 661 450
Хлориды мг/дм3 300 68,4 171,2 131 24
Сульфаты мг/дм3 100 59,3 68,5 93 62
Ион аммония мг/дм3 0,5 0,37 0,46 0,287 0,193
Нитриты мг/дм3 0,08 < С 0,058 1,12 0,1
Нитраты мг/дм3 40 2,66 5,16 43 -
Фосфаты мг/дм3 0,2 0,5 0,54 1,8 0,5
Железо общее мг/дм3 0,1 0,41 0,57 0,26 0,71
АПАВ мг/дм3 0,5 < Сн < Сн 0,12 0,14
Фенолы мг/дм3 0,001 < Сн < Сн - < Сн
Нефтепродукты мг/дм3 0,05 0,07 0,084 0,034 0,06
Таблица 2
Результаты аналитического контроля сточных вод ЗАО «ТАМАК» за 2010 г.
Показатели состава сточных вод Значение показателя на входе Значение показателя на выходе НДС, мг/дм3
ХПК 122 28,5 30
Взвешенные вещества 49 10,95 9,55
Ион аммония 13 0,287 0,5
Железо общее 1,49 0,26 0,1
Нефтепродукты 0,54 0,034 0,05
АПАВ 0,94 0,12 0,5
Таблица 3
Результаты аналитического контроля сточных вод ЗАО «ТАМАК» за 2011 г. на входе на очистные сооружения (Вх) и сбросе в р. Жигалка
1 квартал 2 квартал 3 квартал 4 квартал НДС,
Наименование Вх Сброс Вх Сброс Вх Сброс Вх Сброс мг/дм3
ХПК 122 20 122 50 122 42 122 21 30
Взвешенные вещества 49 6,4 49 6,4 49 7,4 49 6,3 9,55
Ион аммония 13 0,128 13 0,128 13 < Сн 13 < Сн 0,287
Железо общее 1,49 0,27 1,49 0,27 1,49 0,51 1,49 0,11 0,1
Нефтепродукты 0,54 0,044 0,54 0,044 0,54 0,052 0,54 0,024 0,034
АПАВ 0,94 0,118 0,94 0,118 0,94 0,130 0,94 0,118 0,5
Таблица 4
Результаты аналитического контроля сточных вод ЗАО «ТАМАК» за 2012 г.
1 квартал 2 квартал
Наименование Поступление на о/с Сброс Поступление на о/с Сброс НДС, мг/дм
ХПК 122 20 122 27 30
Взвешенные вещества 49 7,9 49 7,7 9,55
Ион аммония 13 < Сн 13 < Сн 0,287
Железо общее 1,49 0,149 1,49 0,15 0,1
Нефтепродукты 0,54 0,048 0,54 0,03 0,034
АПАВ 0,94 0,124 0,94 0,118 0,5
Таблица 5
Средняя эффективность очистки сточных вод очистных сооружений БиОКС-200
Наименование Эффективность, %
2009 2010 2011 2012
ХПК 20 77 73 73
Взвешенные вещества 72 78 86 86
Ион аммония 90 98 99,98 99,98
Железо общее 92 83 80 80
Нефтепродукты 91 92 92 92
АПАВ 57 87 87 87
в меньшей степени оказывают влияние на состояние водоема. Следует отметить, что на участке длиной 500 м ниже створа сброса сточных вод ЗАО «ТАМАК» сброс осуществляет ряд других предприятий: ЗАО «Кислород», АО «Известняк», ОАО «Экспериментальный завод легких металлоконструкций «Тамбовский»,
ЗАО «Изорок». Они также влияют на экологическое состояние р. Жигалка.
Полученные экспериментальные данные по контролю качества сточной воды до и после очистки по исследуемым показателям приведены в табл. 2-4. Поступающие в реки загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесие состояния водных экологических систем, хотя водоемы способны к самоочищению путем биохимического распада органических веществ под действием микроорганизмов.
При сбросе стоков содержание кислорода в водоеме значительно уменьшается, либо он употребляется полностью. Это вызывает гибель планктона, рыбы и других организмов, живущих в водоеме и нуждающихся в кислороде. Одновременно усиленно развиваются анаэробные микроорганизмы, биологическое равновесие нарушается, возникает загнивание водоема.
После очистки концентрация ХПК превышает НДС только в двух случаях - 2-3 кварталы 2011 г. и составляет 1,6 НДС и 1,4 НДС соответственно.
Концентрация взвешенных веществ после очистки не превышает НДС. В целом, качество воды по рассматриваемому показателю отвечает нормативным требованиям.
За исследуемый период концентрация иона аммония также не превышает НДС, и наблюдается высокая эффективность очистки, которая составляет 99,98 %.
Рассмотрим содержание железа общего в сточных водах. Следует отметить, что концентрация железа общего за весь период исследования превышает НДС. Максимальное значение зафиксировано в 3 квартале 2011 г., что составляет 0,51 мг/дм3.
Присутствие металлов и их солей в поступающей воде существенно улучшает работу сооружений механической очистки, поскольку металлы интенсифицируют процесс осаждения взвешенных веществ. Однако в первичных отстойниках металлы в виде оксидов и гидроксидов адсорбируются с коллоидными частицами, утяжеляют их и способствуют их эффективному осаждению, что может выжать «голодание» активного ила, уменьшать его прирост и в целом ухудшать работу аэротенков.
В поверхностных водах железо, как правило, встречается в виде минеральных и органических комплексных соединений с гуминовыми и фульвокислотами, а также коллоидных или тонкодисперсных взвесей гидроксида железа - Бе(ОН)3.
Следует отметить, что концентрация нефтепродуктов за весь период исследования превышает НДС, только в 4 квартале 2011 г. содержание нефтепродуктов отвечает нормативным требованиям. Минимальное значение - 0,024 мг/дм3. Нефть и нефтепродукты присутствуют в сточных водах в виде опалесцирующей пленки различной толщины, растворенной, эмульгированной и находящейся во взвешенном состоянии в виде клочков. В большинстве своем нефтепродукты очень медленно биологически осаждаются, токсично действуют на активный ил и нарушают процесс дыхания клеток ила. Все это указывает на нерациональность очистки сточных вод от нефтепродуктов на сооружениях биологической очистки. Удалять их следует на стадии предварительной очистки и строго следить за их попаданием на биологические очистные сооружения.
Из приведенных данных в табл. 2-4 можно вычислить эффективность работы очистных сооружений (табл. 5). По данным табл. 5 видно, что уже в 2009 г. эффективность очистных сооружений достигла высоких показателей по таким ингредиентам, как: ион аммония, железо общее, нефтепродукты. В 2010 г. эффективность очистных сооружений заметно увеличилась по всем показателям. Средняя эффективность очистки очистных сооружений «БиОКС-200» за 2011 г. по данным показателям так же достигает высоких значений. Расход сточных вод по выпуску № 1 - 0,002 м3/с, минимальный расход воды - 0,017 м3/с, следовательно, происходит почти девятикратное разбавление стоков речной воды. Ливневые и паводковые сточные воды образуются за счет осадков и полива территории предприятия. Расход сточных вод по выпуску № 2 - 0,003 м3/с, минимальный расход воды - 0,017 м3/с, следовательно, происходит почти шестикратное разбавление стоков речной воды.
Таким образом, сравнивая данные средней эффективности за 2009-2012 гг., можно отметить, что с появлением и модернизацией очистных сооружений на
предприятии ЗАО «ТАМАК» изменилась общая картина по сбросу сточных вод в реку. Эффективность очистных сооружений за эти года увеличилась, особенно это прослеживается по таким показателям, как ХПК, взвешенные вещества, ион аммония и АПАВ.
ВЫВОДЫ
1. Полученные экспериментальные данные по очистке сточных вод на очистных сооружениях ЗАО «ТАМАК» свидетельствуют о достаточно высокой эффективности работы очистных сооружений.
2. По железу общему зафиксировано превышение НДС за исследуемый период. Качество очистки сточных вод не отвечает нормативным требованиям за весь исследуемый период по нефтепродуктам.
3. Качество воды р. Жигалка по взвешенным веществам, ионам аммония, АПАВ полностью отвечает нормативным требованиям.
4. Влияние на экосистему р. Жигалка от данного предприятия незначительно, т. к. зафиксированные превышения НДС по некоторым загрязнителям в значительной мере обусловлены их содержанием в водном объекте уже выше по течению от места сброса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Владимиров А.М., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т. Охрана окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 217 с.
2. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В. Охрана окружающей среды. М.: Стройиздат, 1988. 191 с.
3. Реки Тамбовской области / под ред. Н.И. Дудника. Тамбов, 1991.
4. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титримет-рическим методом. ПНД Ф 14.1:2.100-97. М., 2004.
5. Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом. ПНД Ф 14.1:2.110-97. . М., 2004.
6. Методика выполнения измерений массовых концентраций общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой. ПНД Ф 14.1:2.114-97. М., 1997.
7. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера. ПНД Ф 14.1:2.1-95. М., 1995.
8. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах питьевых, природных и сточных вод флуори-метрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02». ПНД Ф 14.1:2:4.128-98. . М., 1998.
9. Методика выполнения измерений массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ в пробах природной, питьевой и сточной воды на анализаторе «Флюорат-02». ПНД Ф 14.1:2:4.158-2000. М., 2000.
Поступила в редакцию 3 сентября 2012 г.
Vervekina N.V., Berdnikova G.G., Alekhina O.V. RESEARCH OF INFLUENCE OF JSC “TAMAK” (TAMBOV REGION, BOKINO) ON ECOLOGICAL CONDITION OF ZHI-GALKA RIVER
The researches of studying of cleaned wastes of industry JSC “TAMAK” (Tambov region, Bokino) on ecosystem of Zhigalka River are given. It is shown that with appearance and modernization of disposal facilities on industry JSC “TAMAK” the general situation of wastes release in water. The efficiency of disposal facilities for the last years is increased; especially it is seen in such rates such as COD, suspended materials, ammonium ion and Anionic surfactants.
Key words: wastes; pollution; work efficiency; disposal facilities.
