Анализ_качества_воды_и_природных_источников_2. Литературный обзор
 Скачать 3.11 Mb.
|
1.3.3 МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗВ природе существуют патогенные организмы и условно-патогенные. Последние являются индикатором загрязнения. По их количеству определяют чистоту источника. Если в пробе воды не обнаружено широко распространенных бактерий, значит и вероятность присутствия опасных веществ минимальна Общее микробное число. С этого показателя начинается анализ качества воды. Для этого пробу пропускают через фильтр. После фильтрующую мембрану помещают на питательную среду. Спустя несколько суток оценивают результат. Если в воде имелись микроорганизмы, они дают рост колониям и становятся заметны. Общее микробное число определяется обычным подсчетом количества колоний. В России принята норма в 50 единиц, а вот специалисты ВОЗ считают, что в чистой воде нет места колониеобразующим организмам. Общие колиформы. Это те микроорганизмы, которые присутствуют в любом живом организме. В воду они могут попасть с фекалиями. Поэтому по наличию их в воде судят о степени загрязнения. Если они обнаруживаются после фильтрации, значит, проведена недостаточная очистка питьевой воды. Кишечная палочка. Это точная интерпретация предыдущего исследования. Кишечная палочка в норме живет в кишечнике человека. Во время проведения микробиологического анализа определяется число устойчивых к высоким температурам колиформ. По числу их колоний судят о степени загрязнения воды кишечной палочкой.  Если в пробе воды обнаружена кишечная палочка, то это говорит о загрязнении. Некоторые штаммы этого микроорганизма могут вызвать серьезные кишечные инфекции. Кроме того, кишечная палочка – это индикатор. Он указывает на то, что в воде могут жить иные опасные микроорганизмы, вирусы и простейшие. Если был проведен анализ почвы и воды и результат оказался неудовлетворительным, то требуется установка системы фильтрации и обеззараживания воды. Чтобы выполнить забор пробы самостоятельно, надо взять в лаборатории стерильную тару. После этого обдать огнем водопроводный кран или обработать его антисептиком. Перед набором, воду следует спустить. Набрав материал, плотно закрыть тару крышкой. Лаборатория компании «Аква ресурс» предлагает услугу по забору проб воды и ее исследованию. Мы проводим микробиологический анализ водопроводной воды, воды из скважин и анализ сточных вод. Наши специалисты дают заключение о качестве и возможности употребления воды в пищу. В случае необходимости составляем рекомендации по очистке. В зависимости от микробиологического состава воды «Аква ресурс» подберет необходимую фильтрующую установку. Мы поставляем как системы очистки воды для дома, так и системы очистки сточных вод промышленных предприятий. 1.4 Условия сброса сточных вод в водоемы Процесс работы на промышленных предприятиях напрямую связан с использованием воды. Она находит своё применение в технологических и вспомогательных процессах или входит в состав выпускаемой продукции. В результате чего образуются сточные воды, которые в последствии сбрасываются в близлежащие водные объекты. Сброс сточных вод в водоем недопустим, если С ф > ПДК. Согласно нормативным документам [6] запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, которые: могут быть устранены путем организации малоотходных производств, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве; содержат возбудителей инфекционных заболеваний бактериаль ной, вирусной и паразитарной природы; содержат вещества, для которых не установлены гигиенические ПДК или ОДУ; содержат чрезвычайно опасные вещества, для которых нормативы установлены с пометкой «отсутствие». Сброс сточных вод в границах рыбохозяйственных зон, рыбоохранных, в границах зон санитарной охраны источников питьевого водоснабжения и хозяйственно-бытового водоснабжения и в ряде других случаев запрещен. В зависимости от вида водопользования сточные воды допустимо сбрасывать в близлежащие водные объекты, но лишь при условии соблюдения гигиенических требований, которые применяются к воде водного объекта. Виды водопользования: Хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование [6] I категория водопользования - водные объекты, используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. II категория водопользования - водные объекты, используемые для купания, занятия спортом и отдыха населения. Рыбохозяйственное водопользование К водным объектам рыбохозяйственного значения относятся водные объекты, которые используются или могут быть использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов [7]. Высшая категория - места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов; I категория - водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода; II категория - водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей. В процессе сброса сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, который расположен ниже выпуска сточных вод, обязан не нарушать санитарные требования в зависимости от вида водопользования. Нормы качества воды водных объектов включают: общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в зависимости от вида водопользования; перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования. В расчетном створе вода должна удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используется предельно допустимая концентрация - ПДК. Все вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ), под которым понимают наибольшее отрицательное влияние, оказываемое данными веществами. Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект. Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический. Для рыбохозяйственных водоемов: санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический, токсикологический и рыбохозяйственный. Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными; вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными. В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» условия отведения сточных вод в открытые водоемы должны быть согласованы с органами по использованию и охране вод (водная инспекция, органы рыбоохраны и Государственные органы санитарного надзора). Природные источники воды Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли. Лучше всех из современных мыслителей значение воды определил крупнейший ученый, основоположник ряда новых научных дисциплин, биохимик и минералог, академик В. И. Вернадский: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества-минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество... ею проникнуто и охвачено » . Как правило, под водными ресурсами понимают пригодные для использования массы водоемов и водотоков, а также подземных скоплений влаги, вода (льды) горных и полярных ледников, водяные пары атмосферы Возобновляемые ресурсы пресных вод Республики Беларусь представлены речным стоком и подземными водами, объем которых формируется в естественных условиях за счет выпадения осадков на территории страны (внутренний сток), а также притока речных и подземных вод из сопредельных стран. Общий объем годового стока рек определяется на основе измерения уровней и расхода воды. Естественные ресур- сы пресных подземных вод представляют собой суммарный расход потока подземной воды, который обеспечен инфильтрацией атмосферных осадков. Величина инфильтрационного питания водоносных горизонтов зоны активного водообмена составляет 10–20% средней многолетней величины атмосферных осадков. В общем стоке рек Беларуси на долю подземных вод приходится 27%. Основным источником поверхностных водных ресурсов страны являются средние и крупные реки, объем водного стока которых в средние по водности годы, как правило, не превышает 57 900 млн м3 в год. В многоводные годы общий речной сток увеличивается до 92 400 млн м3 в год, а в маловодные (95% обеспеченности) снижается до 37 200 млн м3 в год. При этом на реки бассейна Черного моря приходится 55% суммарного годового стока, бассейна Балтийского моря – 45%. По территории страны протекают семь крупных рек длиной более 500 км: Западная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Березина, Сож и Припять, шесть из них (за исключением Березины) являются транс- граничными . Всего в Беларуси  рис.1Основные реки Беларуси 20,8 тыс. рек различной величины, общей длиной 90,6 тыс. км. Большая часть речного стока (34 000 млн м3 , или 59%) формируется в пределах страны (местный сток). Приток воды с территорий соседних государств (России и Украины) составляет 41%, или 23 900 млн м3 в год. Основной объем местного речного стока (73%) формируется в водосбо- рах Западной Двины, Немана и Днепра. Преобладающая часть транзитного стока поступает по Днепру (32%), Припяти (31%) и Западной Двине (28%) Распределение местного стока внутри го- да весьма неравномерно. За три весенних месяца по рекам западной и центральной частей страны (бассейны Немана, Вилии, Березины) протекает в среднем 42–47% годового стока, а по остальным – до 56–62%. Неравномерность годового стока компенсируется в определенной мере строи- тельством водохранилищ. В Беларуси создано 153 водохранилища, полный объем воды в которых составляет 3100 млн м3, полезный – около 1240 млн м3, что составля- ет несколько больше 3% стока, формирующегося на территории страны. Преобладают водохранилища руслового (речного) типа, на долю водоемов наливного и озерного типов приходится 35 и 13% соответственно. На территории Беларуси находится около 10,8 тыс. озер, абсолютное большинство из которых (75%) относится к числу ма- лых, имеющих площадь зеркала до 0,1 км2. Ресурсное значение имеют озера площадью более 1,0 км2, общий объем которых составляет 6000–7000 млн м3 воды. Наибольший объем воды заключен в озерах бассейнов рек Западной Двины (72% всех запасов) и Немана (20%). Далее следуют бассейны Припяти и Днепра. Таблица .1  Ресурсы речного стока По величине водных ресурсов рек Беларусь занимает четвертое место в Европе после Норвегии (376 000 млн м3/год), Великобритании (152 000 млн м3/год) и Польши (85 400 млн м3/год). Естественные ресурсы пресных подземных вод составляют 15 900 млн м3 в год, прогнозные – 18 100 млн м3 в год.  Таблица.2Распределение водных ресурсов по территории страны весьма неравномерно, что обусловлено характером рельефа, мощностью зоны аэрации, литологическим составом покровных и водовмещающих пород. На уровне административных областей страны по количеству естественных ресурсов выделяется Минская область, наименее обеспечена Брестская (табл. 3).
На уровне речных бассейнов самое значительное количество водных ресурсов установлено в водосборе Днепра (включая Припять), наименьшее – в водосборе Западного Буга (табл. 4.3). Достаточность водных ресурсов в мировой практике оценивается с помощью удельного показателя водообеспеченности (отношение объема среднегодового речного стока к количеству населения). Обеспеченность водными ресурса ми на душу населения в Беларуси (6,1 тыс./чел. в год) близка к среднеевропейской, но при этом 2.1. Общая характеристика источников водоснабжения Для водоснабжения используются поверхностные и подземные воды. Поверхностные источники – это реки, озера, каналы, водохранилища, реже моря и ледники; подземные источники – грунтовые и артезианские воды. В настоящее время на долю поверхностных водоисточников приходится около 80% от общего количества воды, используемой в хозяйственно-питьевом и промышленном водоснабжении и только 20% потребляемой воды дают подземные водоисточники. Для того чтобы определиться со способом добычи воды, следует знать, что по степени пригодности (в порядке убывания) все источники можно классифицировать следующим образом: Подземные воды: · артезианские воды (они наиболее надежно защищены от внешнего загрязнения); · межпластовые безнапорные воды (ключевые колодцы, родники); · грунтовые воды; Поверхностные воды: · открытые водотоки; · открытые водоемы. Следует сразу оговориться, что для нормального водоснабжения полностью подходят только первые два источника, так как и грунтовые воды, и воды открытых водотоков и водоемов обычно сильно загрязнены и, зачастую, их объем весьма нестабилен. Вода в большинстве рек обладает значительной мутностью, высоким содержанием органических веществ и бактерий, а часто и значительной цветностью. Наряду с этим речная вода характеризуется относительно небольшой жесткостью. Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т.е. малой мутностью). Качество всех поверхностных вод сильно зависит от атмосферных осадков и таяния снегов, в период паводков их мутность и бактериальная загрязненность возрастает, а жесткость снижается. Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т.е. весьма прозрачны), обладают низкой бактериальной загрязненностью, но наряду с этими положительными качествами во многих случаях сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей, они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами: повышенной жесткостью, наличием неприятного привкуса и некоторыми другими. 2.2 Классификация источников водоснабжения Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к трем основным группам: поверхностные источники; подземные источники; искусственные источники. 2.2.1. Поверхностные источники водоснабжения Общая характеристика поверхностных источников водоснабжения. Поверхностными водоисточниками, как отмечено, являются реки, озера, водохранилища, каналы, в некоторых случаях моря и ледники. Каждый из видов поверхностных источников имеет свою качественную характеристику, например, рекам присуща повышенная мутность воды. Причем показатели мутности имеют значительные сезонные колебания (наибольшая мутность во время осенних и весенних паводков, наименьшая - зимой). Вода большинства озер на территории России характеризуется достаточно высокой цветностью при сравнительно небольшой мутности ее. Кроме того, каждый из видов поверхностных водоисточников имеет свои особенности, связанные с климатическими, геологическими, метеорологическими, гидрологическими, топографическими, биологическими и другими факторами. Естественно, не все перечисленные факторы в равной степени влияют на состояние источника, поэтому для правильного выбора и проектирования водозаборного сооружения в каждом конкретном случае необходимо детальное изучение указанных факторов. Реки. Оценку рек как источников водоснабжения следует производить, прежде всего, на основании гидрологических факторов, в частности количества и качества стока, общих расходов, уровней воды, их колебаний, ледового режима, паводков, их колебаний, скорости течения, количества и качества наносов, устройства русла. Необходимо также учитывать топографические и геологические факторы. Для зарегулированных рек как источников водоснабжения, кроме указанных выше факторов, следует учитывать также гидрографические условия, т.е. очертание береговой линии, образовавшееся в результате регулирования стока реки; метеорологические факторы - направление и силу ветра, биологические факторы - цветение воды, продолжительность цветения, наличие планктона, водной растительности. Поверхностные водоисточники имеют разнообразный режим питания и стока. Для большинства рек основными источниками питания являются дождевые, снеговые и ледниковые воды. В засушливые периоды года и в период ледостава источником питания реки служат подземные воды. Реки, как правило, имеют несколько источников питания с преобладанием одного или двух из них, меняющихся по периодам года. Для равнинных рек Европейской части России и Сибири характерно грунтовое и частично дождевое - летом и зимой, снеговое в результате таяния его - весной, дождевоеосенью. Речной сток и расходы его изменяются в зависимости от периода года и по длине реки от верховья до устья. Обычно сток и расход увеличиваются с увеличением водосборной площади, поэтому расходы воды в реке различны для разных створов и населенных пунктов. Максимальный сток рек образуется обычно от таяния равнинных снегов, горных снегов и ледников, дождей. Наличие в бассейне рек, озер и водохранилищ болот способствует уменьшению максимального стока, зато препятствует резкому уменьшению стока в меженный период, когда реки питаются преимущественно грунтовыми водами. Иначе говоря, болота выполняют буферную роль в количественном изменении стока реки по периодам года. В связи с неравномерностью стока по сезонам года весьма важной характеристикой водного режима реки является среднемноголетнее значение стока, а также их максимальные и минимальные значения, которые необходимо учитывать при выборе и проектировании водозаборных сооружений. Скорости движения воды в реке и колебания уровней в значительной степени зависят от формы поперечного сечения русла, уклона его, очертания в плане, водной растительности. Движение воды в реке носит турбулентный характер. У вогнутого берега массы воды перемещаются вниз, размывая берега, а у выпуклого берега - вверх, намывая его. Эту закономерность движения речного потока следует учитывать при выборе конструкции и места расположения водозабора. Скорости движения воды в реках распределяются по живому сечению неравномерно - по вертикали они уменьшаются от поверхности ко дну, а по горизонтали - от середины реки к берегам. Эти особенности необходимо учитывать при проектировании водозаборных сооружений, так как от скоростей водного потока, их направления и распределения по живому сечению зависит устойчивость русла реки в месте водозабора, вид крепления русла, режимы водотбора водозабором, движения наносов, шуголедовые явления и др. При изменениях расходов воды меняются и уровни воды в реке. Обычно различают сезонные, многолетние и случайные колебания уровня воды в реках. Сезонные и многолетние колебания уровней воды в реках и озерах определяются внутригодовыми и годовыми величинами и легко могут прогнозироваться. Случайные колебания уровней воды в реках вызываются заторами льда, сгонами и нагонами воды при сильных ветрах, когда при неизменных расходах резко увеличиваются или уменьшаются скорости движения воды. Такие колебания трудно прогнозировать, и поэтому они носят характер стихийных явлений, часто наводнений. На время половодий на равнинных реках уровень воды может повыситься до 10 - 15 м. С установлением отрицательных температур воздуха (поздняя осень, зима) происходят охлаждение воды и образование льда, поверхностного и внутреннего. На первой стадии замерзания рек образуются отдельные кристаллики льда в массе воды, которые называют шугой. По мере понижения температуры происходит смерзание отдельных льдинок друг с другом и наступает ледостав По характеру ледового режима реки разделяют на четыре группы: с устойчивым ледоставом, с неустойчивым ледоставом, с отдельными ледовыми явлениями и с отсутствием ледовых явлений. Для большинства рек Белоруси характерен устойчивый ледостав. Интенсивное образование внутриводного льда - шуги характерно для всех рек с устойчивым и неустойчивым ледоставом. Образовавшаяся шуга создает значительные затруднения по забору воды из реки. В реках с устойчивым ледоставом шуга образуется преимущественно в начале зимы. Для рек с неустойчивым ледоставом образование внутриводного льда происходит в течение всей зимы. При выборе места расположения водозабора и его конструкции необходимо учитывать такие факторы, как наносы (продукты разрушения и размыва дна и берегов реки) и получающиеся в результате этого явления деформации русла В настоящее время все русловые деформации делятся на необратимые и обратимые. К необратимым деформациям относятся многолетние изменения продольного профиля реки и соответствующие изменения ее внутренней морфологической структуры. К обратимым деформациям относятся перемещения в русле реки крупных песчаных гряд, сезонные изменения конфигурации дна, подмывы и намывы берегов. Эти деформации вызываются движением наносов, поступающих в водный поток, и должны учитываться при проектировании, строительстве и эксплуатации водозаборных сооружений на реках. Основными факторами, оказывающими влияние на устойчивость русла, являются скорость движения воды в реке, вид пород, слагающих русло, а также начертание русла реки в плане. Озера и водохранилища. При оценке озер и водохранилищ учитываются те же факторы, что и для рек. Для водохранилищ дополнительно анализируются те же факторы, что и для зарегулированных. На озерах колебания уровня воды значительно меньше и могут составлять 0,5 - 1,0 м. Уровень воды в озерах может понижаться в течение года в результате стока воды через вытекающие из них реки и ручьи, из-за просачивания воды в грунт и ее испарения. Восстановление их уровня обычно происходит за счет осадков и притока пресной воды впадающих в них рек и ручьев, а также из родников. Однако в результате испарения накапливаются соли, поступающие с речным стоком. Поэтому спустя тысячелетия некоторые озера могут стать очень солеными и непригодными для обитания многих живых организмов. Поверхностным источникам водоснабжения присущи такие природные процессы, как цветение, обрастание и зарастание. Цветение воды -это интенсивное размножение в верхних слоях воды планктонных организмов растительного (фитопланктон) и животного (зоопланктон) происхождения. Наиболее массовое развитие планктона происходит в весенний, летний и осенний периоды года, особенно в озерах и водохранилищах. Реки с большими скоростями движения воды цветут значительно слабее и реже. При заборе воды в период ее цветения водоприемные сооружения покрываются слоем гелеобразной, слизистой массы. Весной и осенью фитопланктон представлен, в основном, диатомовыми водорослями, а летом - сине-зелеными. Фактором, значительно затрудняющим забор воды из водоисточников, является обрастание, т.е. отложение мелких водных организмов на твердых поверхностях, находящихся под водой, в том числе и на водоприемных устройствах и внутренней поверхности самотечных труб. Качественный состав и интенсивность обрастания зависят от физико-химических свойств воды в водоисточниках, куда попадают бытовые и производственные стоки; обрастания состоят из нитчатых бактерий. Водозаборные сооружения обычно обрастают организмами - мидиями, губками, моллюсками. Интенсивность обрастания может колебаться от нескольких миллиметров до 25...30 см в год, что существенно сказывается на пропускной способности водоприемных устройств. Плотность отложений различна: от рыхлых, легко удаляемых механическим воздействием, до очень плотных, сцементированных, удаляемых ударным инструментом. Зарастание водоемов вызывается развитием водной растительности. Зарастание происходит практически во всех водоисточниках, особенно в прибрежной полосе их. Особенно подвержены зарастанию озера, водохранилища, реки равнинных территорий с небольшими скоростями движения воды в них. Из всех водных растений приоритет принадлежит полупогружным и погружным растениям, особенно интенсивно развивающимся в зоне мелководья. Постепенное зарастание и заболачивание водоисточников значительно затрудняет забор воды. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||