CC BY
86
УДК 628.5 (G75.8)
ВПЛИВ СТІЧНИХ ВОД ВАТ «ПАЛЬМІРАЦУКОР» НА ЯКІСТЬ ВОДИ
РІЧКИ СУХА ЗГАРЬ
Л.Б. Ящук, доцент, к.х.н.
Черкаський державний технологічний університет
Анотація. Приведено характеристику ВАТ «Пальмірацукор» як основного джерела забруднення річки Суха Згарь. Описано загальний принцип використання підприємством води даного водного об ’єкта. На підставі лабораторних досліджень зроблено висновки про незадовільний стан водного об ’єкта.
Ключові слова: стічні води, цукрова промисловість, гідрохімічний показник, запах, кольоровість, амоній-іон, ВАТ «Пальмірацукор».
ВЛИЯНИЕ СТОЧНЫХ ВОД ОАО «ПАЛЬМИРАЦУКОР» НА КАЧЕСТВО ВОДЫ
РЕКИ СУХАЯ ЗГАРЬ
Л.Б. Ящук, доцент, к.х.н.
Черкасский государственный технологический университет
Аннотация. Приведена характеристика ОАО «Пальмирацукор» как основного источника загрязнения реки Сухая Згарь. Описан общий принцип использования предприятием воды данного водного объекта. На основании лабораторных исследований сделаны выводы о неудовлетворительном состоянии водного объекта.
Ключевые слова: сточные воды, сахарная промышленность, гидрохимический показатель, запах, цветность, аммоний-ион, ОАО «Пальмирацукор».
EFFECT OF JSC «PALMIRATSUKOR» SEWAGE ON SUKHA ZHAR RIVER
WATER QUALITY
L. Yashchuk, Associate Professor, Candidate of Chemical Science,
Cherkasy State Technological University
Abstract. The characterization of JSC «Palmiratsukor» as a major source of pollution of the Sukha Zhar is presented. The general principle of using water of this water body by the enterprise is described. On the basis of laboratory researches there has been drawn a conclusion concerning the poor state of the water body.
Кеу words: waste water, sugar industry, hydrochemical index, flavor, colour, ammonium ion, JSC «Palmiratsukor».
Вступ
Проблема забруднення навколишнього середовища - одна з глобальних проблем сучасності. Значна частка техногенних забруднень водних об’єктів припадає на промисловість. Виробництво цукру є однією з найстаріших і найважливіших галузей харчової промисло-
вості, продукція якої до 1914 року, поряд зі збіжжям, була найважливішим предметом експорту в Україні [1]. Найбільшою розвиненою цукрова галузь є у Вінницькій, Черкаській, Хмельницькій, Київській, Сумській, Полтавській, Харківській, Кіровоградській і Одеській областях.
Цукрова промисловість - одна з найбільш водомістких галузей харчової промисловості, а тому стічні води, які утворюються в результаті її діяльності, чинять негативний вплив на навколишнє середовище [2].
Стічні води підприємств, що переробляють рослинну сировину, характеризуються високим ступенем забрудненості. Причому, самі по собі, стічні води харчової промисловості не є токсичними, але, потрапляючи в озера, ставки і ріки швидко виснажують запаси кисню. Близько 70 % забруднень стічних вод цукрово-бурякової галузі харчової промисловості розкладаються протягом перших діб. У результаті гниття білкові речовини розкладаються до амінокислот, вуглекислоти та аміаку [2, 3].
Очищення стічних вод підприємств, що переробляють рослинну сировину, знаходиться на дуже низькому рівні, оскільки підприємств цієї групи галузей харчової промисловості розташована в сільській місцевості і дотепер не має очисних споруд, скидаючи стоки без необхідної очистки в яри, безпосередньо у водойми і лише в окремих випадках
- на поля фільтрації.
Аналіз публікацій
Пальмірський цукровий завод є найбільшим цукровим заводом у Черкаській області і одним з найпотужніших підприємств цукрової галузі в Україні. Пальмірський цукровий завод знаходиться у селі Вознесенське Золотоніського району Черкаської області. Це велике, добре оснащене сучасною технікою підприємство, що працює цілодобово за безперервною технологічною схемою. Працює цукровий завод сезонно: початок 10-20 вересня, закінчує в I кварталі наступного року; проектна потужність заводу - 3000 тонн переробки буряків на добу. Робота підприємства характеризується двома режимами: робочий період включає наступні етапи: переробка буряка (90 днів), переробка сиропу (15 днів), переробка сирцю (40 днів) та ремонтний період (підготовка виробництва до наступного сезону) - 185 днів.
Водопостачання ВАТ «Пальмірацукор» у виробничий період на технологічні потреби здійснюється з підземного водозабору (чотири свердловини), з Пальмірського водосховища на річці Золотоноша та технічного ста-
ву, який був добудований в 1965 році на руслі р. Суха Згарь на відстані 9,5 км від витоку річки. В 1990 році став було розділено земляною дамбою на верхній став площею дзеркала 10,0 га та нижній став площею дзеркала 13,6 га. Технічна водойма зрегульована в балці річки Суха Згарь земляною греблею з водовипуском [4]. Верхній став використовується для розведення риби, а в літній період -як рекреаційна зона для місцевих жителів.
Якість води для промислового водопостачання залежить від джерела водопостачання і повинна за основними параметрами відповідати межам, вказаним в табл. 1.
Таблиця 1 Гідрохімічний склад джерел промислового і питного водопостачання за основними параметрами на цукрових заводах, мг/л [5]
Показни- ки Промислова вода Питна вода
річкова ставкова артезіан- ська
Завислі речовини 14,4- 104/43,3 9,9- 141,4/48,6 0-29,6/5,4
ХСК (К2Сг207) 15,1- 96/36,9 14- 108,6/49,9 -
БСК повне 12,1- 76,8/29,5 19,2- 149,3/68,6 -
Сухий залишок 132- 652/412,2 153- 647/379,1 120- 778/416,9
Загальний азот 16,8- 63/35,8 21-95,2/58,1 -
Аміак 0-1,8/0,2 0-7,7/0,9 0-1,2/0,2
Хлориди 4- 108,4/31,3 4-12,2/38,4 4-66/24,6
Загальна жорст- кість, мг-екв/л 2,6- 10,7/7,1 2-9,4/4,8 5,4- 13,1/7,8
На підприємстві утворюються стічні води І-ІІІ категорій. Кількість води І категорії, що надходить на очищення, становить 2160 м3/год, ІІ категорії, що надходить на очищення, - 2400 м3/год. Виробничі стічні води ІІІ категорії об’ємом 150 м3/год. очищуються на полях фільтрації, земляних відс-тійниках-накопичувачах та станціях біологічного очищення стічних вод.
Характеристика скидання зворотних вод у досліджуваний водний об’ єкт та аналіз інструментально-лабораторного контролю якості води р. Суха Згарь наведено в табл. 2 [6].
Лабораторні дослідження води з даного об’єкта проводились за 28 показниками (амо-ній-іони, АПАР, БСК5, водневий показник, жорсткість, завислі речовини, залізо (П,Ш), запах, кальцій, кисень розчинний, кольоровість, магній, мідь, нафтопродукти, нікель, осад, нітрат-іони, нітрит-іони, прозорість, сульфат-іони, сухий залишок, температура, фосфат-іони, хлорид-іони, хром3+, хром6+, ХСК, цинк) в період з 2006 по 2010 рік.
Таблиця 2 Дані інструментально-лабораторного контролю якості води річки Суха Згарь
Кількість випадків перевищення ГДК у 2006 році: 1 - ХСК; 1 - БСК; 2 - завислі речовини; 2007 рік: 1 - ХСК; 1 - БСК; 2 - завислі речовини; 2008 рік: 6 - ХСК; 6 - БСК; 6 - амоній-іони; 5 - фосфати; 4 - нафтопродукти; 3 -АПАР; 2 - завислі речовини; 2 - дефіцит кисню; 2009 році: 2 - ХСК; 2 - БСК; 2 -амоній-іони; 1 - АПАР; 1 - дефіцит кисню; але в 2010 році кількість компонентів змінилась -до їх складу увійшов марганець.
Мета і постановка задачі
Оскільки ВАТ «Пальмірацукор» є головним користувачем і забруднювачем річки Суха
Згарь як основного джерела водопостачання та об’єкта скидання очищених стічних вод, то слід оцінити вплив стічних вод даного підприємства на органолептичні та гідрохімічні показники якості води та проаналізувати аспекти поводження зі стічними водами, що утворюються на підприємстві. Оцінити якість води водного об’ єкта за такими показниками: інтенсивність запаху, кольоровість, вміст амоній-іонів.
Оцінка гідрохімічних показників якості води на основі лабораторних досліджень
Дослідження проводилось у трьох частинах річки: вода з технічного ставу; вода з рекреаційної частини водойми; стічна вода при вході в оборотний став. Лабораторні дослідження проводились у такий час: до початку роботи цукрового заводу (вересень 2008 року); після сезону (березень 2009 рік), підготовка виробництва до наступного сезону (жовтень 2009 року), а також у березні 2010 року (ремонтний період). Відбір проб води та лабораторні дослідження гідрохімічних показників проводились згідно нормативних документів [7-10]. Запах води створюється специфічними речовинами, які надходять у воду в результаті життєдіяльності гідробіонтів, розкладання органічних речовин, хімічної взаємодії компонентів, що містяться у ній, та надходження із зовнішніх (алохтон-них) джерел [10].
Результати досліджень запаху відібраних проб води наведено в табл. 3.
Таблиця 3 Динаміка інтенсивності запаху досліджуваної води річки Суха Згарь за період 2008-2010 рр.
Джерело відбору проби Зміна інтенсивності запаху (бали)
вересень 2008 р. березень 2009 р. жовтень 2009 р. березень 2010 р.
Оборотний ставок 3 5 4 2
Реак- ційна частина 2 3 3 1
При вході в оборотний ставок 0 0 2 2
ГДК = 2 бали
Рік Кількість контрольних створів, Проаналізовано проб води Кількість випадків та назва речовин з перевищенням ГДК
усього з пере-вищен-ням ГДК
2006 2 1 2 1 - ХСК; 1 - БСК; 2 - завислі речо- вини
2007 2 1 2 1 - ХСК; 1 - БСК; 1 - завислі речовини
2008 7 3 11 6- ХСК; 6 - БСК; 6 - амоній-іони; 5 - фосфати; 4 -нафтопродукти; 3 - АПАР; 2 -завислі речовини; 2 - дефіцит кисню
2009 4 1 6 2 - ХСК; 2 - БСК; 2 - амоній-іони; 1 - АПАР; 1 -дефіцит кисню
2010 4 1 6 2 - ХСК; 2 - БСК; 2 - амоній-іони; 1 - АПАР; 1 -дефіцит кисню
З табл. 3 видно, що значна кількість відібраних проб не задовольняє вимогам нормативів; особливо це чітко відмічається у пробах, відібраних з оборотного ставу та рекреаційної частини річки. Вода тут має неприємний запах, що робить воду непридатною для використання. Лише проби, відібрані при вході в оборотний став, не мають чітко вираженого запаху. Проби, що відібрані восени 2009 року, мають інтенсивний, неприємний, гнилий запах, і перевищує значення ГДК (2 бали).
Кольоровість води зумовлена вмістом органічних забарвлених сполук. Висока кольоровість знижує органолептичні властивості води та зменшує вміст у ній розчиненого кисню. Кольоровість води визначали калориметрично, порівнюючи її з дихромат-кобаль-товою шкалою кольоровості [9]. Результати визначення кольоровості води занесені у табл. 4.
Таблиця 4 Результати досліджень кольоровості відібраних проб води річки Суха Згарь, (градуси)
Переважна більшість проб води, відібраної в різних частинах річки, відповідає нормативу ГДК. Виняток складають дослідження, проведені у вересні 2009 та березні 2010 року. Незначне перевищення показника кольоровості для ділянок рекреаційної частини річки та оборотного ставу, створеного на ній, може бути зумовлене не тільки впливом стічних вод ВАТ «Пальмірацукор», а і змивом із сільськогосподарських угідь, розташованих у басейні річки.
Характерним компонентом стічних вод цук-ровиробничої промисловості є амоній-іон. У природних водах азот може перебувати у вигляді вільних молекул N і різних сполук у розчиненому, колоїдному або завислому стані. Основними джерелами надходження азоту є процеси, які відбуваються всередині водойми, газообмін з атмосферою, атмосферні опа-
ди та антропогенне забруднення. Високий уміст його у воді прискорює процеси евтро-фікації водойм [10].
Нормативне значення вмісту амоній-іонів для водопостачання підприємств харчової промисловості і для культурно-побутових потреб становить 2,65 мг/л [7]. Вміст амоній-іонів у пробах води з басейну р. Суха Згарь перевищує норматив: під час сезону становить 51,4 мг/л, а після нього - 98,8 мг/л.
У табл. 5 представлено динаміку зміни вмісту амоній-іону у воді басейну р. Суха Згарь за період з вересня 2008 р. по березень 2010 р.
Таблиця 5 Динаміка вмісту амонійного-іону в р. Суха Згарь
Джерело відбору проби Зміна вмісту азоту амонійного (мг/л)
вересень 2008 р. березень 2009 р. жовтень 2009 р. березень 2010 р.
Оборотний ставок 32,0 136,0 126,4 20,0
Реакційна частина 22,4 61,6 120,0 44,8
При вході в оборотний ставок 17,6 32,2 84,0 96,0
ГДК = 2,56 мг/л
Дослідження вмісту амоній-іонів восени
2009 року показало, що є перевищення в усіх пробах: проба №1 - перевищення ГДК в 49 разів, проба №2 - у 47 раз, проба №3 - у 1,56 раза. Дослідження весною 2010 року показали перевищення ГДК в усіх дослідних пробах: оборотний ставок - перевищення у 3,5 раза; рекреаційна частина р. Суха Згарь - у 17,5 раза; при вході в оборотний став вміст амоній-іонів перевищив ГДК в 37,5 раза.
Проаналізувавши динаміку, можна зробити висновок про те, що в усіх дослідних пробах вміст амоній-іонів перевищує ГДК: у вересні місяці в пробі з технічного ставу (№1) спостерігається перевищення - у 12,5 раза, а пробі води, відібраної з рекреаційної частини річки (№2) - у 8,75 раза, у воді з оборотного ставу - в 6,9 раза. У воді, відібраній під час сезону (№3) (в кінці листопада - на початку грудня), в пробі №1 вміст амоній-іонів перевищував ГДК в 16 разів, у пробі №2 - у 32,8 раза, в пробі №3 - у 11,3 раза. В пробах, які
Об’єкт ь ень .р р0 е 02 т ^ Березень 2009 р. Жовтень 2009 р. Березень 2010 р.
Рекреаційна частина 17,8 17,5 22,0 21,0
При вході в оборотний став 19,0 17,0 20,5 23,0
Оборотний став 18,5 18,0 28,0 20,0
гдк 20,0
були відібрані восени 2009 року, перевищення вмісту амоній-іонів спостерігається в пробі №1 - в 49 разів, №2 - в 47 разів, №3 - в 1,56 разів. За результатами досліджень, проведених у березні 2010 року, спостерігається перевищення вмісту амоній-іона у трьох пробах, але, як видно з діаграми, максимальна його кількість міститься у пробі, відібраній при вході в оборотний став.
Отримані результати свідчать про те, що рівень забруднення даного водного об’єкта є дуже високим; це зумовило збільшення вмісту амоній-іона при скиданні великої кількості стічних вод з цукрового заводу, забруднених цим компонентом, а рекреаційна зона -при стіканні талих вод з полів.
Висновки
Річку Суха Згарь можна вважати індикатором стану довкілля у Золотоніському районі Черкаської області. Це зумовлено рівнем техногенного навантаження, якого зазнають ґрунти, поверхневі і підземні води, рослинний і тваринний світ та атмосферне повітря окремої території.
Для оцінки впливу ВАТ «Пальмірацукор» на стан річки Суха Згарь було проведено гідрохімічні дослідження проб води, у відібраних у різних частинах річки Суха Згарь, яка використовується підприємством для забезпечення технічною водою та для скидання но-рмативно-очищених стічних вод. Показники кольоровості, запаху в окремих частинах річки перевищують допустимий рівень, а це свідчить про незадовільний стан водного об’єкта. Отримані результати вмісту амоній-іонів показали, що забруднення даної річки цим компонентом перевищує допустимі рівні ГДК (33 ГДК, 51,3 ГДК, 47 ГДК, 24 ГДК), що зумовлено як впливом підприємства, так стіканням дощових та талих вод з полів, на яких як добриво використовують аміачну селітру як засіб для поліпшення родючості ґрунтів, а також відходи цукрового буряку (жом), який є найбільшим джерелом аміаку. Негативний антропогенний вплив харчової промисловості на довкілля потребує проведення комплексних досліджень, з метою аналізу та оцінки антропогенних змін у водних об’єктах. Погіршення екологічного стану
водойм зумовлене скидом недостатньо очищених стічних вод, непередбачуваними порушеннями технологічного процесу виробництва та недотриманням нормативів з водокористування та водопостачання.
Література
1. Ковалевський В.В. Розміщення продук-
тивних сил / В. В. Ковалевський. - К. : КОО т-ва «Знания», 1998. - 546 с.
2. Лапин В.Л. Инженерная защита поверх-
ностных вод от промышленных стоков / В.Л. Лапин. - М. : Высшая школа, 2008.
- 344 с.
3. Ковальская Л.П. Технология пищевых
производств / Л.П. Ковальска. - М. : Агро-промиздат, 1988. - 286 с.
4. Звіт по водопостачанню та водокористу-
ванню на ВАТ «Пальмірацукор». - 2008.
- 64 с.
5. Драгилев А.И. Устройство и эксплуатация
оборудования предприятий пищевой промышленности / А.И. Драгилев. - М. : Пищевая промышленность, 1979. - 257 с.
6. Екологічний паспорт Черкаської області.
- Черкаси : Державне управління екології та природних ресурсів у Черкаській області, 2009. - 213 с.
7. Методика екологічної оцінки якості по-
верхневих вод за відповідними категоріями. - К.: Держмінекобезпеки України, 1998. - 28 с.
8. Руководство по методам гидробиологиче-
ского анализа поверхностных вод и донных отложений. - Л.: Гидрометео-издат, 1983. - 240 с.
9. Набиванець Б.Й. Аналітична хімія приро-
дного середовища : підручник / Б.Й. Набиванець, В.В. Сухан, Л.В. Калабіна. -К. : Либідь, 1996. - 304 с.
10. Гриб И.В. О периодичности характерис-
тик в екологической классификации качества поверхностных вод / И.В. Гриб // Гидробиолоческий журнал. - 1997. -№3. - С. 38-43.
Рецензент: А.В. Гриценко, професор,
д.геогр.н., ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакції 5 листопада
2010 р.
