CC BY
11
IK
нлты
ЫКРА1НИ
BlUIÄl®
Науковий BicH и к Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40280516 Article received 15.05.2018 р. Article accepted 31.05.2018 р.
УДК 556. 535
ISSN 1994-7836 (print) Ш1 ISSN 2519-2477 (online)
@ El Correspondence author Yu. I. Pankivskyi [email protected]
Ю. I. Пантвський, О. €. Ошуркевич-Панювська
Нацюнальний лкотехшчний утверситет Украши, м. Львiв, Украта
ОЦ1НЮВАННЯ ВПЛИВУ ВОДОКАНАЛ1ЗАЦ1ЙНОГО ГОСПОДАРСТВА М1СТА МОСТИСЬКА НА ЯК1СТЬ ВОДИ У Р1ЧЦ1 ВИШНЯ
Для оцшювання впливу канал1зацшних очисних споруд м1ста Мостиська на р1чку Вишня розрахунковими методами виз-начено мшмальш розрахунков1 витрати води за л1мпуючими сезонами року; на основ! зам1ряних морфометричних характеристик русла розраховано швидюсть руху води у р1чцц проведено пдрох1м1чш дослщження зворотних вод очисних споруд на випуску та природних вод у фоновому створ1 вище випуску 1 у розрахунковому створ1 нижче випуску; для лггньо-осшньо! та зимово! межеш на основ! пдроморфометричних характеристик русла розраховано кратшсть розведення зворотних вод природними; за допомогою комп'ютерно! програми "Пдросфера" спрогнозовано концентрацп забруднювальних ре-човин у розрахунковому створ1 при фактичному скид1 у л1мггуюч1 сезони року з використанням математично! модел1 динамки концентрацп речовини у водотощ; для визначення асимшяцшно! здатност р1чки-приймача зворотних вод виконано розрахунок максимальних допустимих концентрацш забруднювач1в до скиду у водний об'ект за л1мпуючими сезонами року за умови досягнення гранично допустимо!, або фоново! концентрацп у розрахунковому створ1. Встановлено, що природний водний об'ект здатний асимшювати забруднення в обсягах, що у кшька раз1в, а за окремими показниками у десятки раз1в, перевищують фактичний скид. Проте за основним забруднювачем - оргашкою, асимшяцшна здаттсть р1чки вичерпана пов-шстю.
Ключовi слова: випуск; фоновий стшр; розрахунковий стшр; зворотш води; кратшсть розведення; асимшяцшна здат-шсть.
Вступ. Даш мошторингу якосп поверхневих вод Льв1вщини сввдчать про те, що незважаючи на значний спад промислового виробництва, за останш роки прос-тежуеться тенденщя до попршення еколопчного стану поверхневих водойм (Oshurkevych-Pankivska, et а1., 2015) як за сашгарно-х1м1чними, так 1 м1кробюлопчни-ми показниками. Основною причиною незадовшьноТ якосп природних вод е забруднення поверхневих водойм скидами неочищених спчних 1 недостатньо очи-щених зворотних вод. Найыдчуттше на це реагують невелик! водш об'екти - мал1 р1чки, що розташоваш в умовах одного ландшафту 1 мають невелик! витрати води, а результативна д1я природних та антропогенних фактор1в на них проявляеться швидше 1 виразшше (КЫтко, Merezhko & ВаЬко, 2003). Мал1 р1чки форму-ють водш ресурси, пдрох1м1чний режим та як1сть води у середшх та великих р1чках, створюють умови для формування на площах !х водозбор1в ввдповвдних лан-дшафпв 1 водночас, зазвичай, вони стають головними приймачами зворотних вод об'екпв господарювання. Найпрша ситуащя з очищення спчних вод спостерь гаеться у невеликих м1стах, м1стечках, селищах, де очисш споруди внаслвдок ф1зичноТ зношеносп е не-ефективними, а подекуди й просто ввдсугт.
З огляду на це актуальними е дослвдження з ощню-вання впливу об'екпв господарювання на стан поверхневих водойм.
Мета роботи - оцшити вплив канал1зацшних очисних споруд м1ста Мостиська на р1чку Вишня - прийма-ча зворотних вод.
Об'ект дослщження. М1сто Мостиська е районним центром Льв1вськоТ обл. з населенням 9044 особи. Ос-новними джерелами утворення спчних вод у м1сп е житлов1 будинки, державш та громадськ1 установи, гос-подарсько-побутов1 стоки яких м1стять багато завислих речовин, сечовини, фекальних мас, синтетичш мийш засоби; атмосферш спчш води, що надходять з повер-хневим стоком 1з житлово! забудови, автомобшьних стоянок, гараж1в, дор1г та м1стять зависл1 дом1шки, мь неральш та оргашчш речовини, нафтопродукти. Спчш води надходять у м1ську загальносплавну канал1защю господарсько-побутових 1 виробничих стоив. Фактичне надходження спчних вод на очищення зпдно з матерь алами (Vodokorystuvannia, 2005) дор1внюе 671,76 мЗ/до-бу, 27,99 мЗ/год, 245,2 тис. мЗ/рж.
Майданчик очисних споруд розташований на л1вому берез1 р. Вишня на вщсташ 1,7 км на швшчний зах1д в1д меж1 м1ста. Проектна потужшсть канал1зацшних очисних споруд (КОС) становить 1460 мЗ/добу,
1нформащя про aBTopiB:
Пaнкiвський Юрiй 1ванович, канд. фiз.-мат. наук, доцент, кафедра екологп. Email: [email protected]
Ошуркевич-Паншвська Оксана €вгешвна, канд. с.-г. наук, ст. викладач, кафедра екологп. Email: [email protected]
Цитування за ДСТУ: Панювський Ю. I., Ошуркевич-Панкiвська О. 6. Оцшювання впливу водоканалiзацiйного господарства мiста
Мостиська на яшсть води у рiчцi Вишня. Науковий вiсник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 5. С. 74-77. Citation APA: Pankivskyi, Yu. I., & Oshurkevych-Pankivska, O. Ye. (2018). Impact assesment of the waste water treatment facilities of Mostyska town on the water quality of the Vyshnya river. Scientific Bulletin of UNFU, 28(5), 74-77. https://doi.org/10.15421/40280516
532,9 тис. мЗ/рж (Kanalizatsiia, 1989). До йх складу вхо-дять: решггки, пiсколовки, первиннi вiдстiйники, аеро-тенки, вториннi вiдстiйники, контактнi резервуари, му-ловi майданчики, бiостави. КОС м. Мостиська прийняп за технологiчною схемою повного бiохiмiчного очи-щення з доочищенням у бiоставах. Згiдно з вимогами нормативних документiв (Instruktsiia, 1994; КапаШа^ siia, 1989) пiсля основного очищення вмiст БСК у зво-ротних водах не мае перевищувати 15 мг/л, а пiсля до-очищення у бiоставах - 4 мг/л.
Знезаражеш зворотнi води КОС в об'емi 245,2 тис. мЗ/рж (Vodokorystuvannia, 2005) закритим колектором скидаються у Вишню. Рiчка Вишня бере свш початок на пiвнiчному заходi с. Мокряни на висотi 225 м н. р. м. i впадае в р. Сян з правого берега на 137-му кiломегрi вщ гирла.
Результати дослiдження та 1х обговорення. Ос-
шльки Вишня належить до рiчок, недостатньо вивчених у пдролопчному планi, то мшмальш 30-добовi витрати води для лiмiтуючих сезонiв року визначали розрахун-ковим методом (Gidrologiia, 1984). Спочатку розрахува-ли мiнiмальнi 30-добовi витрати води забезпеченосп 80 % у лггаьо-осшнш та зимовий перiоди, а попм виз-начили розрахункову витрату Q95 % (табл. 1). Як бачи-мо, найменшi витрати води у Вишш простежуються у зимовий перюд, коли припиняеться живлення рiчки до-щовими i талими водами.
Табл. 1. МЫмальш витрати води у р. Вишня
у межент першди
Перюд Витрата води, м3/с
Q80 % Q95 %
Лггньо-осшня межень 0,40 0,30
Зимова межень 0,38 0,21
На основi замiряних морфометричних характеристик русла (ширини та глибин) розрахували площу живого перерiзу русла ю, а попм швидк1сть руху води у рiчцi. Пiд час лггаьо-осшньо! межеш швидк1сть руху води у рiчцi становить 0,05 м/с, а тд час зимово! -0,04 м/с.
Для ощнювання впливу каналiзацiйних очисних споруд на яшсть води у Вишш проведено гiдрохiмiчнi дослвдження зворотних вод КОС на випуску (табл. 2) та природних вод у фоновому створi (50 м вище випуску зворотних вод) i у розрахунковому (контрольному) створi (300 м нижче випуску) (табл. 3). Вiдбiр проб води та аналггачш дослiдження параметрiв йй якостi вико-нано за стандартизованими методиками зпдно з (Ьепо-ге, et я1., 1998).
Табл. 2. Якiсна характеристика зворотних вод на випуску
№ з/п Показник Концентращя, мг/л
1 Температура 15,0
2 рН 7,8
3 Зави^ речовини 15,0
4 БСКповне 19,81
5 бск5 14,9
6 СПАР 0,8
7 Азот амонiйний 1,0
8 Залзо (загальне) 0,26
9 Нпрати 23,43
10 Нiтрити 0,38
11 Сульфати 100,2
12 Фосфати 2,4
13 Хлориди 204,0
Результати дослвдження якостi зворотних вод на випуску (див. табл. 2) показують, що за основним забруд-нювачем (БСКповн) КОС м. Мостиська не досягають регламентного значення 4 мг/л.
Як1сть води Вишш у фоновому створi (див. табл. 3) характеризуеться завищеним вмютом органiчних речо-вин - 2,3 ГДК i залiза - 2,5 ГДК i нiгритiв - 2,3 ГДК, що загалом узгоджуеться з даними мониторингу поверхне-вих вод Львiвщини. Завищений вмiст БСК та штрипв, очевидно, спричинений постiйним довготривалим над-ходженням органiки у рiчку зi сiльськогосподарських угiдь.
Результати аналiзiв проб води у контрольному ство-рi нижче випуску з КОС м. Мостиська, вказують на те, що зворотш води загалом нештатно знижують як1сть води у Вишш, хоч простежуеться незначне перевищен-ня фонових значень за основними показниками. З огля-ду на це можна стверджувати, що на розрахунковш да-лянцi рiчки вiдбуваеться повне змшування зворотних вод КОС з рiчковими.
Табл. 3. Гiдрохiмiчна характеристика водного об'екту-
приймача зворотних вод pi4^ Вишня
№ з/п ГДКр/г, мг/л Концентращя, мг/л
Показник фоновий контрольний
ствф ствф
1 Температура - 14,00 14,00
2 рН 6,5-8,5 7,50 7,50
3 Зави^ речовини ф + 0,75 15,00 15,60
4 БСКповн 3,00 7,10 7,32
5 бск5 2,26 5,33 5,63
6 СПАР 0,10 0,01 0,02
7 Азот амоншний 0,39 0,24 0,28
8 Залзо (загальне) 0,10 0,25 0,25
9 Нпрати 40,0 11,00 12,80
10 Нприти 0,08 0,19 0,10
11 Сульфати 100,0 59,00 75,00
12 Фосфати 3,12 1,41 1,58
13 Хлориди 300,0 36,40 44,50
Головними параметрами, яш визначають тенсив-нiсть процесу розведення зворотних вод на випуску у природш воднi об'екти, е кратшсть початкового та основного розведення. Початкове розведення залежить вiд умов випуску зворотних вод. За безнатрних умов (V < 2 м/с), як у нашому випадку, кратшсть початкового розведення приймаемо ппоч = 1. А кратшсть основного розведення, розрахована на основi пдроморфометрич-них характеристик русла, для лггаьо-осшньо! межеш дорiвнюе Пдсн = 32,52, а для зимово! - посн = 23,07. Ос-к1льки взимку витрата води у Вишш е значно меншою, шж влiтку (чи восени), то й кратшсть розбавлення взимку майже в 1,5 раза менша.
Враховуючи розведення зворотних вод рiчковими, зпдно з методикою (^й-иШзш, 1994), за допомогою комп'ютерно! програми "Пдросфера" спрогнозовано концентраци забруднювальних речовин у розрахунковому створi при фактичному скидi у лiмiтуючi сезони року з використанням математично! моделi динамiки концентраци речовини у водотоцi:
С^) = (С - Сф) • е-ь + Сф , де: С0, С(Г) - концентраци речовини у початковий момент i в момент часу /; Сф - природна фонова концен-трацiя речовини; к - коефщент не консервативносп речовини, що характеризуе штенсившсть процесу само-очищення.
Як бачимо (табл. 4), у контрольному-розрахунково-му створi концентрацп бiльшостi забруднювальних ре-човин повертаються до свого фонового значення, лише за БСК маемо незначне перевищення. Концентрацп таких речовин, як СПАРи та нирити навиъ не перевищу-ють ГДК для водойм рибогосподарсько! категорп ко-ристування. Загалом прогнозованi концентрацп узго-джуються з результатами аналгтичних вимiрювань. Треба зазначити, що взимку процеси бюдеградацп вщбува-
ються повшьшше, про що сввдчать бiльшi значення концентрацiй забруднювальних речовин у зимовий пе-рiод порiвняно з лтгтм.
Для визначення асимшяцшно! здатносп рiчки-приймача зворотних вод виконано розрахунок макси-мальних допустимих концентрацiй забруднювачiв до скиду у водний об'ект за лiмiтуючими сезонами року за умови досягнення гранично допустимо!, або фоново! концентрацi! у контрольному створi (табл. 5).
№ з/п Показник ГДКр/г, мг/л Фактична концентращя, мг/л Розрахована концентращя у розрахунковому створ^ мг/л
фоновий стгар розрахунковий стшр лгтньо-осшня межень зимова межень
1 Зави^ речовини 15,75 15,00 15,60 15,00 15,00
2 БСКповне 3,00 7,10 7,32 7,11 7,43
3 бск5 2,26 5,33 5,63 5,35 5,59
4 СПАР 0,10 0,01 0,02 0,03 0,04
5 Азот амоншний 0,39 0,24 0,28 0,25 0,26
6 Залiзо загальне 0,10 0,25 0,25 0,24 0,25
7 Нпрати 40,00 11,00 12,80 10,21 10,48
8 Нприти 0,08 0,19 0,10 0,03 0,08
9 Сульфати 100,0 59,00 75,00 59,04 60,11
10 Фосфати 3,12 1,41 1,58 1,44 1,46
11 Хлориди 300,0 36,40 44,50 41,50 43,61
Табл. 5. Максимальш допустимi концентрацш до скиду у водний об'ект
№ з/п Показник Фактична концентращя на випуску, мг/л Максимально допустима концентращя, мг/л
лгтньо-осшня межень зимова межень
1 Завислi речовини 15,00 40,00 32,58
2 БСКповне 19,81 16,80 10,41
3 бск5 14,90 12,68 7,85
4 СПАР 0,80 3,12 2,20
5 Азот амоншний 1,00 5,78 4,10
6 Залiзо загальне 0,26 0,71 0,46
7 Нiтрати 23,43 1007,20 709,40
8 Нiтрити 0,38 8,47 0,71
9 Сульфати 100,20 1451,00 1026,60
10 Фосфати 2,40 57,35 40,91
11 Хлориди 204,00 8611,68 6118,18
Отже, максимально допустимi до скиду концентра-цi! залежать вiд сезону року - влгтку вони вищi, внасль док бшьшо! водностi i вищо! температури у цей перюд. За умови досягнення ГДК у розрахунковому створi максимально допустима концентращя завислих речовин вища за фактичну у 2,2 раза взимку та у 2,7 раза влигсу, СПАР - у 2,8 та у 3,9 раза, азоту амоншного - у 4,1 та у 5,8 раза, нирапв - у 30,3 та у 43 раза, нирипв - в 1,9 та у 22,3 раза, сульфапв - у 10,2 та у 14,5 раза, фосфапв -у 17 та у 24 раза, хлоридiв - у 30,0 та у 42,2 раза вщпо-вщно.
Висновки. Отже, природний водний об'ект здатний асимшювати забруднення в обсягах, що у калька разiв, а за окремими показниками у десятки разiв, перевищу-ють фактичний скид. Проте за основним забруднюва-чем - оргашкою, вираженою в БСК, асимшяцшна здат-нiсть водного об'екта вичерпана повшстю, бiльше того, фактичний скид майже у два рази перевищуе максимально допустимий. З погляду рацiонального природо-користування повне використання асимiляцiйно! здат-носп водного об'екта е неприпустимим, тому тд час розроблення проектiв ГДС доцшьно використовувати типовi показники ефективносп роботи очисних споруд, зазначенi в регламента З огляду на це для досягнення ГДС навиъ за умови збереження фону концентрацiю
БСК у зворотних водах КОС м. Мостиська потрiбно
зменшити майже вдвiчi, для чого потрiбно штенсифжу-
вати роботу цеху бiохiмiчного очищення.
Перелш використаних джерел
Gidrologiia. (1984). Posobie po opredeleniiu raschetnykh gidrologic-heskikh kharakteristik. Leningrad: Gidrometeoizdat. 448 p. [In Russian].
Instruktsiia. (1994). Instruktsiia pro poriadok rozrobky ta zat-verdzhennia hranychno dopustymykh skydiv (HDS) rechovyn u vod-ni obiekty zi zvorotnymy vodamy. Kharkiv: UkrNTsOV, YuNYT-YeP. 61 p. [In Ukrainian].
Kanalizatsiia. (1989). Tekhnolohichnyi rehlament roboty kanalizatsi-inykh ochysnykh sporudm. Mostyska. 77 p. [In Ukrainian].
Khimko, R. V., Merezhko, O. I., & Babko, R. V. (2003). Mali richky - doslidzhennia, okhorona, vidnovlennia. Kyiv: Instytut ekolohii. 380 p. [In Ukrainian].
Lenore, S., Clesceri (Ed.), Arnold, E., Greenberg, & Andrew, D., Eaton. (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Waste-Water. (20th ed.). Washington: APHA, AWWA, WEF. 1085 p.
Oshurkevych-Pankivska, O. Ye., Pankivskyi, Yu. I., & Vyshyvanyi, O. A. (2015). Otsiniuvannia yakosti poverkhnevykh vod richok Lvivshchyny. Scientific Bulletin of UNFU, 24(3), 94-101. [In Ukrainian].
Vodokorystuvannia. (2005). Dozvil na spetsialne vodokorystuvannia № Ukr-702-05/Lv. Mostyske PVKH. Derzhavne upravlinnia ekolohii ta pryrodnykh resursiv u Lvivskii oblasti. Lviv. 21 p. [In Ukrainian].
Ю. И. Панкивский, О. Е. Ошуркевич-Панкивская
Национальный лесотехнический университет Украины, г. Львов, Украина
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВОДОКАНАЛИЗАЦИОННОГО ХОЗЯЙСТВА ГОРОДА МОСТИСКА
НА КАЧЕСТВО ВОДЫ В РЕКЕ ВИШНЯ
С целью оценки влияния канализационных очистных сооружений города Мостиска на реку Вишня расчетными методами определены минимальные расчетные расходы воды по лимитирующим сезонам года; на основе измеренных морфомет-рических характеристик русла рассчитана скорость движения воды в реке; проведены гидрохимические исследования обратных вод очистных сооружений на выпуске и природных вод в фоновом створе выше выпуска и в расчетном створе ниже выпуска; для летне-осенней и зимней межени на основе гидроморфометрических характеристик русла рассчитана кратность разбавления сточных вод природными; с помощью компьютерной программы "Гидросфера" спрогнозированы концентрации загрязняющих веществ в расчетном створе при фактическом сбросе в лимитирующие сезоны года с использованием математической модели динамики концентрации вещества в водотоке; для определения ассимилирующей способности реки-приемника сточных вод выполнен расчет максимальных допустимых концентраций загрязнителей к сбросу в водный объект по лимитирующих сезонам года при условии достижения предельно допустимой или фоновой концентрации в расчетном створе. Установлено, что природный водный объект способен ассимилировать загрязнения в объемах в несколько раз, а по отдельным показателям в десятки раз превышающим фактический сброс. Однако по основному загрязнителю - органике, ассимилирующая способность реки исчерпана полностью.
Ключевые слова: выпуск; фоновый створ; расчетный створ; обратные воды; кратность разведения; ассимилирующая способность.
Yu. I. Pankivskyi, O. Ye. Oshurkevych-Pankivska
Ukrainian National Forestry University, Lviv, Ukraine
IMPACT ASSESMENT OF THE WASTE WATER TREATMENT FACILITIES OF MOSTYSKA TOWN ON THE WATER QUALITY OF THE VYSHNYA RIVER
The main reason for unsatisfactory quality of natural waters is the pollution of surface water by discharges of untreated sewage and insufficiently treated return waters. Small rivers are the most sensitive to this impact, but they also are the main receivers of return waters from industrial objects. In order to assess the impact of the town of Mostyska waste waters treatment facilities on the Vishnya River, the minimal estimated water flows for the limiting seasons of the year were determined by calculation methods; on the basis of measured morphometric characteristics of the riverbed the velocity of water in the river was calculated; hydro-chemical investigations of the return waters on the outlet from the waste waters treatment plant and the natural waters above and below the outlet have been conducted; for the summer-autumn and winter water means on the basis of the hydro-morphometric characteristics of the riverbed the dilution multiplicity of the return waters by natural waters was calculated; with the employment of the computer program "Hydrosphere" on the basis of mathematical model of the dynamics of the substance concentration in the watercourse the pollutants concentration in the rive calculated cross-section was predicted for the actual discharge in the limiting seasons of the year; in order to determine the assimilation capacity of the river-receiver of return waters the maximum permissible concentrations of pollutants to discharge into the water object during the limiting seasons of the year were calculated. The authors have revealed that the Vyshnya River is capable to assimilate contamination in quantities that several times, and on individual indices dozens of times, exceed the actual discharges. However, by the main pollutant - organics, expressed in BOD, assimilating ability of the river is exhausted completely. Moreover, the actual BOD discharge from Mostyska waste water treatment facilities almost twice exceeds the maximum permissible one. The concentration of BOD in the return waters should be reduced by almost half, which requires optimization of the biochemical treatment stage.
Keywords: outlet; background river cross-section; calculated river cross-section; return waters; dilution multiplicity; assimilating ability.
