Тема дипломного проекта

«Экологическая оценка состояния окружающей среды Коростишивського района и разработка мероприятий по его улучшению»

РЕФЕРАТ

Объект исследования: водные объекты Коростышевского района, в частности г. Тетерев.

Цель работы: разработка комплекса мероприятий по улучшению питьевой воды Коростышевского района, проведение анализа между использованием воды Житомирской области и Коростышевского района.

Проблема водных ресурсов для Украины чрезвычайно актуальна. На современном этапе развития общества одной из важнейших проблем является охрана водных ресурсов — источников водоснабжения населения, предприятий и других потребителей воды. Необходимость охраны водных ресурсов вызывается недостаточной мощностью очистных сооружений, неэффективностью их работы, вследствие перегрузки и износ оборудования. По экспертным оценкам обеспеченность водными ресурсами в Украине составляет около 50 % необходимого объема потребления воды. Несмотря на то, что в последнее время наблюдается тенденция к снижению объемов использования воды на нужды отраслей народного хозяйства, а значит, соответственно и уменьшение объемов общего водоотведения, доля загрязненных стоков в сточных водах является достаточно высокой, что вызывает в конечном итоге существенное загрязнение водоемов сточными водами. Промышленность Житомирщины, в частности добывающая, характеризуется высоким потребления воды и повышенным спросом водных ресурсов на хозяйственно-бытовые нужды. Использование воды в добывающей промышленности зависит от технологий изготовления продукции и имеет специфические особенности. Исходя из специфики и условий производства продукции добывающей промышленности является одним из источников загрязнения водоемов Коростышевского района.

Данный проект состоит из 7 графических листов и страниц пояснительной записки, в которую входит введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы (51 источник), 1 приложения.

Ключевые слова: Гидросфера, водные ресурсы, водоснабжение населения, очистные сооружения, биологическая очистка, окислительные процессы, дрібнодісперсна аэрация, бофільтрація, осадок, биопленка, ионообменный устройство.

Вступление

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, поскольку всем известно — выражение «вода — это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70 % состоят из воды, и поэтому В. И. Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97 % — это соленая вода океанов и морей, и лишь 3 % — пресная. Из этих три четверти почти неприступные живым организмам, поскольку эта вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники арктики и Антарктики). Этот запас пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях.

Потребность в воде в организмов очень большая. Например, для образования 1 кг биомассы дерева тратится до 500 кг воды. И поэтому ее нужно тратить и не загрязнять.

Основная масса воды сосредоточена в океанах. Вода испаряется с поверхности, дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам суши. Чем ближе район к океану, тем более там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океана, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень большого количества энергии: на это уходит до 1/3 того, что Земля получает от Солнца.

Цикл воды в биосфере к развитию цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько тратил при ее испарении.

Если не менялся климат, то не міліли реки и не снижался уровень воды в озерах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарения с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной пленки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Все это ухудшает водоснабжения биосферы. Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бед, например, многолетнее катастрофическая засуха в зоне Сахеля.

Кроме того, и сама пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоемы с суши, часто загрязнена, практически не пригодной для питья вода стала многих рек Украины и Житомирщины.

Целью дипломного проекта разработка комплекса мер по улучшению питьевой воды Коростышевского района, проведение анализа между использованием воды Житомирской области и Коростышевского района.

РАЗДЕЛ 1 Теоретические основы оценки загрязнения водных объектов

1.1 Сущность и основные характеристики водных ресурсов

Природные ресурсы — основа жизнедеятельности человека. Вода — один из важнейших видов минерального сырья, основной природный ресурс, потребляемой человечеством (сегодня воды используется в тысячи раз больше, чем нефти или угля). Она является главной составной частью всех живых организмов. При участии воды осуществляются многочисленные процессы в экосистемах (например, обмен веществ, тепла) и т.д. [2]. Чистая природная вода содержит растворимые вещества в количествах и пропорциях, в которых в процессе эволюции адаптировалось все живое. Но развитие цивилизации обусловило перераспределение веществ и появление соединений, которые не характерны для живой природы. К тому же скорость их появления превышает темпы приспособления живых организмов к новым условиям среды измененного.

Чистой воды становится все меньше, несмотря на то, что ее качество является залогом здоровья, основой жизни на Земле. Одной из главных причин негативных последствий антропогенного воздействия на водные объекты являются потребительское отношение к ним. Вода, как природный ресурс, в отличие от нефти, газа, угля, постепенно восстанавливается в процессе глобального водообмена. Поэтому водные ресурсы долго считались неисчерпаемыми и способными к самоочищению.

Однако, увеличение антропогенного воздействия на водные источники и ландшафты водосборных бассейнов (значительные объемы потребления воды в экономической деятельности, рост сбросов загрязненных вод в поверхностные водоемы и др.) привело к нарушению условий формирования стока и водного режима, снижение самовосстанавливающегося способности водных ресурсов, обусловило уменьшение водности рек, снижения их биопродуктивности [10].

Несмотря на то, что в течение последних десятилетий интенсивность водопользование оставалась постоянной, а местами сократилась, развитие современного производства сопровождается растущим привлечением водных ресурсов такими водоємкими отраслями, как промышленность, сельское и коммунальное хозяйство. В настоящее время объемы водопользования в бассейнах рек практически достигли верхней точки, в результате чего возникло противоречие между спросом на воду и возможностями его удовлетворения как по количеству, так и по качеству, особенно для питьевых нужд.

Крупнейшим по объему полного водопотребления и использование свежей воды среди водопользователей является промышленность, особенностью использования воды которой является относительно значительные ее потери и большие объемы в обороте. Сельское хозяйство, как по объему использованной воды, так и за безвозвратными ее потерями, также принадлежит к наиболее водоемких отраслей экономики. Применение на больших площадях средств химизации сельскохозяйственного производства, отходы животноводческих комплексов предопределяют попадания их со сточными водами и вследствие горизонтальной фильтрации с полей в водные объекты, вызывая повышение содержания органических и минеральных соединений, что негативно влияет на качество воды

Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немного имеют важное экологическое значение. К таким факторам прежде всего относятся физико-химические свойства воды и почвы растворенные и взвешенные в воде вещества, температура и свет, а в последнее время загрязнение водоемов, вызванное деятельностью человека.

Вода как физико-химическое тело предоставляет непрерывное действие на жизнь гидробионтов. Она не только удовлетворяет физиологические потребности организмов, но и служит им опорой, доставляет кислород и еду и относит метаболиты, переносит половые продукты и самих гидробионтов. Благодаря подвижности воды в гидросфере возможно существование прикрепленных животных, которых, как известно, нет на суше. Поэтому свойства воды — важное среды водного населения.

На первый взгляд, изменение плотности воды с повышением температуры не так существенно. Однако следует учесть, что плотность гидробионтов отличается от единицы лишь во втором-третьем знака после запятой. Поэтому температурные колебания означают очень многое в смысле изменения условий плавания (разная опорність среды).

В сравнении с другими жидкостями вода имеет сравнительно небольшую вязкость, что обуславливает| ее подвижность и облегчает плавание гидробионтов. С повышением температуры водной вязкость заметно снижается. С увеличением солености вязкость воды несколько возрастает. Изменение вязкости особенно сильная влияет на передвижение мелких организмов. С одной стороны, они обладают сравнительно маломощной локомоторною системой, тогда как относительная поверхность, пропорционально которой действуют силы трения, очень большая. С другой стороны, вязкость тормозит движение тем больше, чем ближе находятся смещаемые относительно друг друга слои воды. Для мелких организмов они располагаются на очень небольших расстояниях и поэтому преодоление сил трения связано со значительными затратами энергии.

Вода обладает сравнительно высоким коэффициентом поверхностного натяжения, который в зависимости от температуры и солености лежит в пределах 0,771-0,765 Н/м². Поверхностная пленка придает организмам своеобразную сопротивления, для использования которой вырабатываются специфические адаптации, в частности смачиваемость или несмачиваемость телесного покрова. Организмы с покровами, что не смачиваются, находясь на поверхности воды, поддерживаются ею, и, будучи тяжелее воды, не тонут. Гидробионты легче, чем вода содержащиеся в ней, упираясь в пленку, что находится над ними.

По сравнению с землей и воздухом вода отличается гораздо большей термостабильностью, что благоприятное для существования жизни. Когда вода начинает нагреваться, растет испарения, в результате чего повышения температуры замедляется. При охлаждении воды ниже 0С и образовании льда, выделяемое тепло тормозит дальнейшее понижение температуры.

По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и падающий на нее свет довольно быстро поглощается и рассеивается.

Цвет воды, ее прозрачность зависят от избирательности поглощения и рассеивания различных лучей. От цвета воды следует отличать цвет|цвет| поверхности, который в отличие от первого зависит от погодных условий и точки зрения.

Из отдельных физико-химических свойств почв наибольшее экологическое значение для водного населения имеют размеры частью, плотность их примыкания друг к другу и стабильность взаиморасположение, степень смыва течениями и темп аккумуляции за счет оседания взвешенного материала. Физические свойства почв прежде всего характеризуются их механическим и гранулометрическим составом, под которым понимают размер зерен, создавая данные складки.

С переходом от каменистых почв до песчаных и глинистых численность водных животных обычно увеличивается, а их средняя масса снижается в результате измельчения представителей гидро фауны (уменьшение опорності почвы).

Условиями движения внутри грунта с различными гранулометрическим составом объясняется разница в размерах организмов, обитающих в песке морских пляжей. Крайне|особо| неблагоприятная для существования данного населения недостаточная стабильность почв: оседание частиц, износ поверхностных слоев токами воды и перемещения частей относительно друг друга. В первом случае обитатели почвы засыпаются слоем наносов, во втором — вымываются и уносятся течением, в третьем — перетираются и не могут укорениться.

Много донных животных питаются, пропуская через себя почву, и поэтому важное значение приобретает нахождения в нем органического вещества, которое образуется в результате попадания в почву остатков организмов на тех или иных стадиях разложения.

Данные отложения тесно взаимодействуют с водой. Из почвы в воду непрерывно поступают различные соли газы, твердые компоненты, навстречу этому потоку идет другой, что несет в донные отложения различные минеральные и органические вещества из толщи воды. Процессы взаимодействия между ложем водоема и его водной массой имеют большое значение для жизни гидробионтов.

Природная вода существует и не в виде химического соединения, которое состоит из водорода и кислорода, а является сложным телом, в состав которого кроме молекул воды входят самые разные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение для него имеют степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ионов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ.

Из отдельных газов наибольшее значение для водного населения имеют кислород, углекислый газ, сероводород и метан.

Для водного населения кислород является решающим фактором. На суше большое количество кислорода, кроме того, через подвижность атмосферного воздуха, некоторой отдельный, такой, что может возникать дефицит быстро ликвидируется за счет диффузии и воздушных течений. В воде также происходит выравнивание концентрации кислорода, но процесс диффузии протекает в 320 раз медленнее, чем на суше. По отношению к кислороду организмы делятся на еври — формы, способные в соответствии жить в пределах широких и узких колебаний концентрации кислорода. В случае, когда адаптация гідробіонту к данному оксигеновмісном среды оказывается недостаточной, он погибает. Если подобное явление приобретает массовый характер, то это называется замором.

Обогащение воды углекислым газом происходит в результате дыхания водных организмов. Снижение концентрации углекислого газа происходит преимущественно при потреблении последнего фотосинтезуючими организмами. Высокие концентрации углекислого газа смертельно опасные для животных и поэтому много источников лишены жизни. Лишь некоторые двусторонние моллюски и на четвереньках могут сравнительно долго выносить высокие концентрации СО₂, нейтрализуя его путем растворения известь раковин в своей телесной жидкости. Для растений высокие концентрации СО₂ безвредны.

Сероводород в водоеме образуется почти исключительно биологическим путем, за счет деятельности различных бактерий. Для водного населения он вреден как косвенно, так и не посредственно. Для многих гидробионтов он смертельный даже в самых малых концентрациях. Образование больших количеств Н₂S может вызвать заморы. Кроме серных бактерий Н₂S окислюю фотосинтезирующие пурпурные и некоторые виды зеленых бактерий, которые используют сероводород как донора водорода и что спасают тем самым населения водоема.

Ионы минеральных солей играют в жизни гидробионтов самую разную роль: одни из них используются растениями для построения тела и получивших название биогенов. На других они делают физиологическое воздействие, вызывая резкие сдвиги в процессах обмена веществ. Виды, которые выносят большие колебания солености, называются евриолинними, в отличие от стенолинні, что не выдерживают такие перепады. Большое экологическое значение для гидробиологов имеет не только суммарное количество ионов, но также и их состав, соотношение. Существенное значение имеет тот факт, что с увеличением солености снижается точка замерзания воды.

Взвешенные в воде вещества с известной степенью условности могут быть подразделены на возмущен грунт, содержащий небольшое количество органического вещества, и детрит, в котором его сравнительно много. Присутствие в воде большого количества взвешенных частиц делает на водное населения самый разнообразный влияние. Снижение прозрачности воды в результате возмущения почвы с одной стороны уменьшает освещения донных растений, а с другой — сопровождается увеличением концентрации биогенов. Неблагоприятное воздействие оказывает минеральная суспензия на животных, которые фильтруют свой корм в толще воды, и засыпая организмы, обитающие в почве.

Температура, свет, звук и другие колебания влияют на водное населения или непосредственно или играют роль условных сигналов. До первого случая относится, например, влияние температуры на протекание многих биологических процессов, значение света для фотосинтеза.

Термический режим отдельных водоемов определяется их географическим положением, глубиной, особенностью циркуляции водных масс и множеством других факторов. Поступление тепла в водоем зависит главным образом от проникновения солнечной радиацией и контакта с менее нагретой атмосферой. Известную роль играет тепло выпадающих осадков. В последние годы тепловой режим многих водоемов претерпевает существенные|существенные| изменения под влиянием поступления в них подогретых вод с охлаждающих контуров тепловых и атомных станций. Температурный водный баланс безусловно зависит от времени года.

Во многих гидробионтов, отрицательных температур, что периодически подвергаются действия, производятся адаптации, предупреждающие замерзания соков тела. В основном они сводятся к снижению точки замерзания соков и повышения их способности к переохлаждению. Благодаря этим адаптаціям некоторые организмы переносят понижение температуры до — 10'С, например, мидии. Чем чаще и сильнее периодические изменения температуры в природных местах обитания гидробионтов, тем выше их устойчивость к холодових и тепловых повреждений.

Большое экологическое значение температура должна как фактор влияющий на скорость протекания процессов, в частности дыхание, роста и развития. Повышение температуры обычно сопровождается ускорением всех процессов.

Во всех случаях оптимальные для роста амплитуды и скорости изменения температуры оказались схожими с теми перепадами, которые рыбы испытания в естественных местах обитания.

Видимо, для организмов неблагоприятно стационарное состояние фактора, если в естественных условиях оно динамично. Организмы, исторически адаптированы к экологической разнообразия, не только ризестентні к нему, но и требуют его; экологическая однообразие в своем предельном выражении, что создается в искусственных условиях, не соответствует физическим потребностям организмов, уменьшает их жизнедеятельность.

Особенно большое экологическое значение свет имеет для фотосинтезирующих растений. Из-за его недостатка они отсутствуют на многокилометровой глубине океанических вод. Реже растение страдают от избытка света и отсутствуют в поверхностном слое воды, если его освещенность становится чрезмерной. Большинства животных свет нужное для распознавания среды и ориентации движений. Под контролем светового фактора происходят грандиозные миграции, когда каждая эпоха миллиарда тонн живых организмов перемещаются на сотни метров с поверхности в глубину и обратно. В очень большой степени от света зависит окраска гидробионтов, которое у ряда животных может даже меняться, обеспечивая маскировки.

Ориентируясь на свет, гидробионты находят для себя наиболее выгодное положение в пространстве. Особенно большое значение свет имеет для организмов, осуществляющих суточные миграции. В большинстве случаев начало подъема и спуска определяется временем наступления той или иной освещенности.

Восприятие звука в водных животных развито относительно лучше, чем в наземных. Звук быстрее и дольше распространяется в воде, чем на суше. Известное значение в жизни гідробіонта имеют шумовые нагрузки, связанные с деятельностью человека — работой лодочных и корабельных моторов, турбин, подводным бурением и т.д. В гидробионтов одновременно снижается скорость дыхания, темп роста и доля яйцеродних самок; привыкание к шума не наблюдается даже после месячного содержания рыб в таких условиях.

Очевидно, весьма значительную, но еще малоизученной роль играют в жизни гидробионтов электрические и магнитные поля. Благодаря высокой чувствительности електрорецепторів, много гидробионтов способны воспринимать богатейшую информацию, в частности различают особи своего вида и врагов, скорость и направление течений, температуру, солевые и газовые ингредиенты, а также устанавливают симптомы, предшествующие аномальным природным явлениям.

1.2 Характеристика загрязнения водных объектов

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л на одного человека. В Киеве, например, на каждого жителя приходится около 550 л, что является одним из самых высоких показателей в стране.

Из анализа водопользования по 5-6 прошлых десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использована вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многих регионов, которые еще недавно считались благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется в 20 % городского и 75 % сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы коснулось даже крупных рек (такие, как Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы перенесенных водных масс (сток рек). Вода, используемая в сельском хозяйстве, в основном расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки.

Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются через их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбросом в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерба народному хозяйству, здоровью и безопасности населения. Под загрязнением, также следует понимать такое состояние водного объекта в официально установленном месте его использования, когда имеет место отклонение от нормы, увеличение вредных компонентов, избыток примесей, что нарушают нормативы качества воды.

Загрязнение вод — неблагоприятные изменения состава и свойств воды водного объекта в результате поступления загрязняющих веществ.

Загрязняющее вещество — вещество, которое влечет за собой ухудшение качества воды.

Критерием загрязнение воды является ухудшение ее качества вследствие изменения органолептических свойств и появления вредных для всего живого веществ, а также изменение температурного режима воды.

Загрязнение Мирового океана и континентальных вод осуществляется через:

· сточные воды промышленности (вода сточная вода, образовавшаяся в процессе хозяйственно-бытовой и производственной деятельности (кроме шахтной, карьерной и дренажной воды), а также отведена с застроенной территории, на которой она образовалась в результате выпадения атмосферных осадков;

· стоки сельскохозяйственных производств;

· стоки населенных пунктов.

Различают первичное и вторичное загрязнение водоемов. Первичное связано с поступлением в акватории отходов хозяйственной деятельности человека. Вторичным называется загрязнения, которое развивается в результате биохимических нарушений в жизнедеятельности живых организмов морей и пресных вод и ведет к потере природных связей между организмами с различными типами питания.

Основные загрязнители природных вод:

♦ Химическое загрязнение. Самое опасное химическое загрязнение — это токсичное. Водоемы постепенно превращаются в сточные канавы цивилизации”. Оно уничтожает живые организмы. Через химическое загрязнение вода теряет прозрачность и в ней падает содержание кислорода.

♦ Сточные воды. Общий объем сточных вод в мире 1870 кв. км. за год, из которых 95 % не очищенных или недостаточно очищенных. Максимальное загрязнение сточными водами имеют участки побережья водоемов до глубины 100 м. Особенно опасным является загрязнение внутренних морей.

♦ Биологически полезные вещества. Характеризуются отрицательной действием, если их количество в воде превышает определенный уровень. Например, при росте концентрации фосфора более 0,07 мг/м³ приводит к усилению развития растительности водоемов — до явления цветение воды.

♦ ПАР.

♦ Болезнетворные микроорганизмы.

♦ Твердые отходы. Это разные предметы и их остатки из пластика, стекла, картона, дерева и других материале.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, при обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.п.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности и ее технологических процессов. Они делятся на две основные группы.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся различные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, в результате которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают различные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, что осели на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, цвет, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества. Таким образом вода становится токсичным и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода принимает специфический запах карбона.

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением большого количества кислорода, что приводит к гибели икры мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества загрязняют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме — беспозвоночных — неблагоприятно отражаются милеве сплавы. С гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно памолоді и икры. Кроме того, милеве сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая нерестилищ рыб и кормовых мест.

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, потом по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных жителей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут.

Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1 л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

Рост населения, расширение старых и возникновения новых городов значительно увеличили поступления бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы синтетические моющие средства, которые широко используются в быту. Они находят широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Химические вещества, содержащиеся в них, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод до насыщения кислородом, парализуется деятельность бактерий, мінералізуючих органические вещества.

Вызывает большую заботу загрязнения водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со стоками дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязненные реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоні, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя негативно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясо-молочной, консервной и кондитерской промышленности, является причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах, как правило, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожаных и шерстомойних предприятий.

Нагретые сточные воды тепловых ЭС, производств вызывают «тепловое загрязнение», которое грозит весьма серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко меняется термический режим, что негативно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают благо приятные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей — так называемого «цветения воды». Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнения судами речного флота.

1.2.1 Загрязнения поверхностных вод

Качество воды большинства водных объектов не соответствует нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод находят тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать необходимого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Донбасс) это состояние достиг опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно указывают на высоком загрязнении поверхностных вод.

Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неупорядоченных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, который ежегодно отмечается в крупных городах, в том числе и в Киеве. В связи с этим проводится хлорирования воды, что, однако опасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод являются нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате природных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленное сырье.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему негативному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15 мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметен на порогах, перекочуваннях, шлюзах. Способность к пенообразованию в этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных водах являются фенолы, органические вещества, которые легко окисляются, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны — аммонийный и нітритний нітрогени, лигнин, ксантогенати, анилин, метил, меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.

Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, которая стекает с поверхности обрабатываемых сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Вместе с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Сначала в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы растет количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что она становится непригодной для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Современный уровень очистки сточных вод такой, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточный для интенсивного евтрофікування водоемов.

Эвтрофикация — обогащение водоема биогенами, стимулирующие рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосні растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются рыбы и моллюски, что обитают на глубине.

У многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рибоохоронними правилам.

1.2.2 Загрязнения подземных вод

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющий влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопічувачів и отвалов металлургических заводов, хранилища химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не каналізованих населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров.

Среди загрязнителей подземных вод преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.

Перечень контролируемых веществ в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнения подземных вод.

В целом, загрязнение водоемов всех типов стало таким сильным, что у многих из них возможности самоочищения иссякли и начался процесс деградации.

Для примесей, загрязняющих воду установлено нормирования чистоты воды двух категорий водоснабжения:

· использование для нужд населения;

· использование для рыболовных целей.

С точки зрения качества воды в каждой категории относятся различные требования. Правила устанавливают нормированные значения для следующих параметров воды: запах, вкус, цвет, температура, количество примесей, состав и концентрация механических примесей и растворенного в ней кислорода, состав ПДК (предельно допустимых концентраций) яда, вредных веществ и болезнетворных бактерий.

1.3 Экологическое состояние водных объектов Украины

Наблюдается увеличение случаев аварийных залповых сбросов. Основная их часть сбрасывается в реки Донецко-Приднепровского региона. Наибольшее загрязнение воды в Украине наблюдается в бассейне Днепра, а также на юге Украины и в Крыму. Река Днепр является главной водной артерией Украины, водостоком почти для половины всей территории страны. Однако вода в ней загрязняется коммунальными, промышленными и сельскохозяйственными стоками, в частности в среднем течении реки.

В 2004 г. объем сточных вод, сбрасываемых в природные поверхностные водоемы, уменьшился по сравнению с 2000 г. на 221 млн. м³ и сравнялся с объемом 2003 г., в том числе без очистки — на 141 млн. м³.

Наиболее загрязненных вод сбрасывается в Днепропетровской и Донецкой областях (соответственно 776,9 и 962,4 млн. м³). Высокий уровень загрязненных сточных вод в Луганской, Киевской, Харьковской и Одесской областях (соответственно 616,4, 558,8, 328,8 и 263,7 млн. м³). По всех регионах Украины наблюдается тенденция к снижению объема сброса загрязненных сточных вод в природные поверхностные водоемы, за исключением Автономной Республики Крым, Хмельницкой и Ровенской областей, где в 2004 г. по сравнению с 2003 г. количество сброшенных неочищенных стоков увеличилась.

Азово-черноморский регион традиционно был санаторно-курортной зоной. Ежегодно около 12,5 млрд. м³ стоков, из которых 2 млрд. м³ необработанные, попадают к Черному морю. Основным загрязняющим компонентом Черного моря являются нефтепродукты. Загрязнение нечистотами Азовского моря составляет 4 млрд. м³, из которых 1,9 млрд. м³ необработанные. 66 %), меньшая — в реки Южного региона (13,5 %). Наиболее загрязненных сбросов в 2004 г. приходилось на реки Днепр, Кальмиус, Миус, Днестр, Черное и Азовское моря.

Значительного техногенного воздействия ныне испытывают подземные водоносные горизонты. В долинах Северского Донца, рек Западного Донбасса, Кривбасса, Крыма, Прикарпатье и других зафиксировано более 200 ячеек устойчивого загрязнения эксплуатируемых водных горизонтов, что привело к загрязнению 6 % разведанных запасов подземных вод, а около 24 % оказались под угрозой качественного истощения.

Применение минеральных удобрений и пестицидов при нарушении соответствующих режимов внесения их в почву привело к широкомасштабного загрязнения грунтовых вод. По экспертным оценкам в реки и водоемы ежегодно выносится около 2,4 млн. т. Калия, 0,24 млн. т. Азота и 0,12 млн. т. Фосфора.

Украина, страна с населением около 50 миллионов человек и площадью в 603700 квадратных километров, расположена в центре Европы.

Все воды (водные объекты) на территории Украины составляют ее водный фонд.

К водного фонда относятся:

1) поверхностные воды:

F естественные водоемы (озера);

F водостоки (реки, ручьи);

F искусственные водоемы (водохранилища, пруды) и каналы;

F другие водные объекты;

2) подземные воды и источники;

3) внутренние морские воды и территориальное море.

Что касается доступных для использования водных ресурсов, то Украина принадлежит к странам с ограниченными водными ресурсами ( водные ресурсы объемы поверхностных, подземных и морских вод соответствующей территории ). В засушливый год сток рек страны на душу населения составляет 0,67 тысячи кубометров. По запасам водных ресурсов в расчете на единицу площади или на одного жителя Украина занимает одно из последних мест среди стран Европы. По определению Европейской Экономической Комиссии ООН государство, водные ресурсы которого не превышают 1,5 тыс. м³ на одного жителя считается водонезабезпеченою. Водоемкость валового национального продукта в несколько раз превышает аналогичные показатели в других государствах.

К важнейших рек страны относятся: Днепр, Днестр, Северский Донец и Южный Буг. Кроме того, водные ресурсы неравномерно распределены по территории, что еще больше усложняет проблемы водоснабжения. Поверхностные воды являются главным источником питьевого водоснабжения. Примерно 60 % населения получают воду из Днепра, 15 % — из других поверхностных водоемов и 25 % населения пользуются грунтовыми водами (особенно в сельской местности). Наконец, надо заметить, что качество поверхностных вод в Украине конечно недостаточна для целей питьевого водоснабжения.

Как следствие длительного господства тоталитарной системы хозяйствования водные ресурсы Украины претерпели значительное антропогенной нагрузки и деградации. Существенных качественных и количественных изменений претерпели поверхностные воды. Зрегульовані главные реки, плотины, каналы остались нам в наследство от советских времен, когда никто не задумывался над долгосрочности последствий вмешательства человека в природу, наоборот, ее покорения считалось одно из главнейших задач.

Развитие наиболее вредных и мощных отраслей промышленности (химической промышленности, добычи полезных ископаемых, металлургии, энергетики, тяжелого машиностроения и др.) и экстенсивного сельского хозяйства в Украине как составной части агропромышленного комплекса бывшего СССР вызвали значительные загрязнения водных ресурсов в нашей стране.

Основными источниками питьевого водоснабжения являются поверхностные воды — около 2/3 от общего количества (главным образом, речной сток) и подземные воды. Кроме того, в общий фонд пресных поверхностных вод Украины входят естественные водоемы и водохранилища. В Украине потребность в хозяйственно-питьевой воде чрезвычайно велика и в основном она обеспечивается за счет поверхностных источников, на которые приходится 75 % всей поставляемой воды централизованно. Вместе с тем, загрязнение источников водоснабжения достигло такого уровня, что водопроводные очистные сооружения уже не в состоянии обеспечить надежную очистку питьевой воды.

Состав воды природных поверхностных источников не является постоянным. В них постоянно происходят процессы окисления, восстановления, осаждения больших и тяжелых частиц, а также биохимические процессы, приводящие к самоочищения воды. Очень сильно меняется состав поверхностных вод по сезонам года, в результате атмосферных осадков. Постоянная смена состава воды не позволяет спроектировать очистные сооружения, которые бы всегда работали в оптимальном режиме. В связи с этим одной из важнейших задач водоподготовки является использование реагентов и процессов, которые бы дали возможность гибко регулировать технологию с целью оптимизации режима.

Днепр является главной водоносною артерией Украины. С Днепра на территории Украины обеспечивается водой около 30 млн. человек. Большинство поверхностных и подземных водных источников берут свое начало от Днепра.

За последние 10-15 лет проходила интенсивная деградация малых рек Украины в результате неограниченного поступления в них вредных веществ. На сегодняшний день состояние малых рек и естественных водоемов катастрофический их наполнения снизилось, качество воды — неудовлетворительная.

Поверхностные воды больше всего подлежат антропогенному воздействию. Так, только 45% стоков, которые поступают в реки Днепр, проходят очистку.

Состав веществ, которые попадают в поверхностных вод различных регионов, очень разнообразен и зависит от многих составляющих: вида промышленных и сельскохозяйственных производств в районе водозабора, количества и качества очистных сооружений, климатических, ландшафтных условий и др.

Не лучшая ситуация и с подземными водами. В результате попадания ингредиентов токсичных отходов в почву около 60 % разведанных подземных вод стали непригодными для использования, а 24% находятся на грани выхода из общего питьевого баланса. Удельное водоснабжения населения Украины, что пользуется централизованным водоснабжением, достигло 370 л/чел. в сутки — это по меньшей мере в 2 раза выше, чем средний уровень водоснабжения в передовых странах мира (среднесуточное потребление воды одним жителем Киева составляет 410-450 литров, тогда как в Барселоне (Испания) 106; Амстердаме (Нидерланды) — 100; Антверпене (Бельгия) — 85 л/чел. в сутки).

1.4 Характеристика методов очистки сточных вод

1.4.1 Угроза инфекционных заболеваний

Неочищенные канализационные стоки — один из главных источников угрозы для здоровья человека, поскольку люди и животные бывают заражены патогенами (болезнетворными бактериями и другими паразитами). Зараженные люди или животные могут выделять с экскрементами огромное количество патогенов или их яиц. Иногда человек служит переносчиком инфекции, даже не чувствуя симптомов заболевания. Если зараженные канализационные стоки попадут в питьевую воду, на источники пищи или в места для купания, паразиты могут инфицировать много людей. В некоторых случаях инфекция передается через пищевые цепи. Например, устрицы, могут заглатывать паразитов, которые передаются человеку, когда он употребляет в пищу устриц. Поэтому устричные «банки», загрязненные канализационными стоками, закрытые для ловли [19]. Кроме того, некоторые виды пищевых продуктов рекомендуется всегда подвергать термической обработке.

В большинстве случаев патогенные организмы выживают внешне хозяина не более нескольких дней, а их число, что попало в его тело, определяет вероятность развития инфекции. Итак, когда плотность населения низкая, перенос патогенов происходит относительно редко, поскольку уровень их распространения небольшой и проходит достаточно много времени между выделением их в окружающую среду одним хозяином и встречей с другим. Однако, чем выше плотность населения, тем вероятнее заражения. Живя и работая в числу густозаселенных городах, люди становятся чрезвычайно уязвимыми для патогенных организмов.

Прежде чем в середине XIX в. была установлена связь между заболеваниями и наличием в отбросах патогенов, в городах часто случались опустошительные эпидемии. В настоящее время в большинстве стран приняты санитарно-гигиенические правила, которые предотвращают таком «круговорота» патогенов, в частности:

(1) дезинфекция запасов воды для населения хлорированием или другими методами;

(2) личное санитария и гигиена, особенно во время приготовления и раздачи пищи;

(3) сбор и очистка канализационных стоков.

Многие связывают снижение заболеваемости с успехами современной медицины, но благодарить, прежде всего, стоит санитарно-гигиенических правил, часто воспринимаемых как нечто само собой разумеющееся.

1.4.2 Снижение содержания растворенного кислорода

Сброс неочищенных канализационных стоков в водоемы не только чревато опасностью инфекционных заболеваний, но и может стать причиной снижения содержания растворенного в воде кислорода и деградации водных экосистем.

Органическое вещество, присутствующее в стоках, охотничья поєдаєтся редуцентами и детрітофагамі, которые поглощают кислород в процессе дыхания. Когда детрита избыток, эти организмы потребляют растворенный кислород быстрее, чем он пополняет систему, и его запасы истощаются. Концентрацию органики в канализационных стоках часто выражают биологической потребностью в кислороде (БПК), т.е. количеством кислорода, которое нужно редуцентам, чтобы разложить вещество, что поступила.

Истощение запасов растворенного кислорода не наносит вреда самим бактериям-редуцентам, поскольку они способны к анаеробіченого дыхание и брожения. Анаэробные (лишенные кислорода) водоемы не только не могут поддерживать жизнь рыб, моллюсков и ракообразных, но и плохо пахнут, поскольку во многих продуктов безкислородного метаболизма весьма неприятный запах. Этим же обусловлен характерный запах канализационных стоков.

Кроме того, истощение запасов растворенного кислорода может увеличить опасность микробного заражения. Много патогенных организмов гораздо дольше живут в анаэробных условиях. В среде, богатой кислородом, они быстро погибают или съедаются другими организмами.

1.4.3 Сбор и очистка сточных вод

Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн и т.п., как ствол дерева объединяет все его ветви. С основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, — начальные стоки, или начальные сточные воды. Поскольку мы используем огромный объем воды для удаления ничтожных количеств отходов или просто льем ее без особой нужды, в первичных стоках на каждую часть отходов приходится примерно 1000 частей воды, то есть в них 99,9% воды и 0,1% отходов. С добавлением ливневых вод разбавления еще более увеличивается. Но отходы или загрязнители первичных стоков имеют огромное значение. Их подразделяют на три категории [34].

Мусор и песок. Мусор — это тряпки, пластиковые пакеты и другие предметы, которые попадают в систему из туалетов или через лівнестоки, если те еще не отделены. К песка условно относят и гравий; их приносят в основном лівнестоки.

Органическое вещество, или коллоиды. Это как живые организмы, — патогены и непатогенные бактерии-редуценты — так и неживая органика экскрементов, пищевых отходов и волокон тканей и бумаги. Срок коллоиды означает, что этот материал не оседает, а обычно остается взвешенным в воде.

Растворенные вещества. Это в основном биогены, такие как соединения Азота, Фосфора и Калия из продуктов жизнедеятельности, которые обогатят фосфатами с детергентов.

Чтобы очистки было полным, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе перед очистки. Сочетание первичной и вторичной очистки позволяет избавиться коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются с помощью доочистки. Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков в каждом конкретном случае не обязательно должна включать все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто начальные стоки, в других осуществляют только первичное их очистки, порой проводят вторичную, и лишь немногие города осуществляет доочистку водостоков.

Предочистки. Мусор и песок конечно засоряют систему и тормозят дальнейшее очистки стоков. Поэтому их устранения считается ее предыдущим этапом. От мусора лишаются, пропуская начальные стоки через стержневые играть, то есть ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищена от мусора вода попадает в пескоуловитель, или пісковідстійник — вместимость, что напоминает плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Горизонтальный отстойник [50] — это прямоугольный, вытянут в направлении движения воды, железобетонный резервуар (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Горизонтальный отстойник: 1 — подача воды; 2 — отвода воды; 3 — зона освещения; 4 — зона накопления осадка; 5 — распределительный лоток; 6 — водозбиральний лоток; 7 — труба для отвода осадка

В отстойник вода попадает через разделительный лоток и после проосвішення собирается на противоположной стороне лотком или перфорированной трубой для отвода на следующую сооружение. Отстойник может быть разделен в продольном направлении перегородками на самостоятельные секции (коридоры) шириной 3…6 м.

Пескоуловители применяют для удаления из сточных вод тяжелых минеральных загрязнений (преимущественно песка и> 0,2…0,25 мм). Они делятся на горизонтальные с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные с движением воды снизу вверх и винтовые с поступательно-вращательным движением.

Рис. 1 .2. Схема горизонтального пескоуловителя с прямолинейным движением воды:1-входной патрубок; 2-проточная часть пескоуловителя; 3 осадозбірник; 4-выходной патрубок; 5 — патрубок для удаления осадка

Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку — медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, которые составляют 30-50 % от его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец.

При первичной очистке всего-на-всего «заливают грязную воду в сосуд, дают защищаться и сливают». Однако это позволяет устранить значительную часть органического вещества при минимальных затратах. Вода, что покидает первичные отстойники, все еще содержит 50-70 % органических коллоидов, что не осели, и почти все растворенные биогены. Вторичное очищение предусматривает устранение органического вещества, но не растворенных питательных элементов, что осталась.

Вторичное очищение. Это очистки называют также биологическим, поскольку в ней участвуют живые природные редуценты и детрітофаги, использующие органическое вещество и в процессе дыхания преобразующие его на воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил.

В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слоя камни величиной с кулак, толщина которых 2-3 м. Как и в естественных ручьях, в этих условиях функционирует сложная экосистема, которая включает бактерии, простых коловраток, различных мелких червей и других прикрепленных к камни детрітофагов. Они буквально выедают с протекающей воды всю органическое вещество, включая патогенов. Организмы, случайно смыты с биофильтров, позже устраняются из воды, когда она попадает в вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным відстійникам. С материалом, что защищался в них, поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

Рис. 1.3. Биофильтр: 1, 2 — трубы для подачи и отвода воды; 3 — розбризкувані; 4 — фильтрующая загрузка; 5 — дренаж; 6 — подача воздуха

Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки — система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных один за одним трейлеров [48]. Смесь детрітофагів, называемая активным илом, добавляется в воду, когда и поступает в резервуар. По мере движения по нему она интенсивно аеруєтся, т.е. создается богатый кислородом среду, идеальное для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается.

Покидая аэрационный резервуар, вода содержит множество детрітофагів, поэтому ее направляют в вторичные отстойники. Поскольку организмы обычно собираются в кусочкам детрита, осадить их относительно несложно; осадок является тем же самым активным илом, который снова закачивают в аэрационный резервуар. Таким образом, детрітофаги рециклізуются, а вода очищается от органического вещества на 90-95 %. Излишки активного ила, накапливаемых в процессе размножения организмов, обычно объединяют с илом-сырцом и в дальнейшем обрабатывают их вместе.

Аэротенки — огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающий начало — активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком воздуха, который подается. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, мінералізуючи органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, джгутикові, амебы, коловратки и другие мелкие животные, пожирая бактерии, что не слипаются в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Рис.1.4 Схема биоочистки за помощью одноступенчатого аэротенка: 1,5 — подача и сброс воды; 2 — аэротенк, 3 — вторичный отстойник; 4 — станция обеззараживания; 6 — подача ила; 7 — компрессор; 8 — подача воздуха; 9 — насосная станция ; 10 — иловый площадка

Системы вторичной очистки не устраняют растворенных биогенов. В двух последних десятилетий не чувствовалось острой необходимости осуществлять дополнительное очистки воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофикации все больше городов вводят еще один этап — доочистку, что снимает биогены.

Доочистка. После вторичной очистки вода поступает на доочистку, что снимает один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или мікрофільтруванням. Однако это требует больших затрат. Суммарный объем стоков — около 150 галлонов в день на человека. Очистка такого количества воды названными методами очень расточительное, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата — основная причина эвтрофикации, этого уже достаточно.

При соответствующей доочистке можно добиться того, что в конце концов выйдет вода, пригодная для питья. Многих людей бледнеют при мысли о вторичное использование канализационных стоков, и стоит вспомнить о том, что в природе в любом случае вся вода совершает круговорот. Фактически соответствующая доочистка может обеспечить воду лучшего качества, чем получаемая из рек и озер, что не редко принимают неочищенные канализационные стоки [40].

Дезинфекция. Какой бы тщательной очистке не подвергались сточные воды, их все равно дезинфицируют хлорированием перед сбросом в природные водоемы, чтобы уничтожить патогенные организмы, которые могли выжить. Использование для этого газообразного хлора (Cl₂) влечет за собой определенные экологические проблемы, требующие обсуждения. Хлор используют через его эффективное действие и относительную дешевизну. Однако он очень ядовит, и его транспортировки опасно для людей. Кроме того, хлор еще более токсичен для некоторых рыб. Оказалось, что даже не улавливаемое измерительными приборами его содержание оказывает вредное влияние на их икру и развитие эмбрионов. Наконец, некоторые количества хлора невольно вступают в реакции с органическими веществами с образованием хлорированных углеводородов, то есть органических молекул, которые включают атомы хлора. Многие из этих соединений токсичен и биологически не разлагается, а некоторые способны даже вызвать рак, нарушения внутриутробного развития и поражать систему размножения.

Существуют более безопасные дезинфицирующие средства, например озон (O₃). Он чрезвычайно губителен для микроорганизмов и, воздействуя на них, распадается на газообразный кислород, что улучшает качество воды. Однако озон не только токсичен, но и взрывоопасен.

Предлагается также влиять на воду ультрафиолетовым или другим излучением, что убивает микроорганизмы, но не предоставляющим никакого побочного явления.

Кроме того, после хлорирования можно добавлять в воду другие вещества, например, диоксид серы, которые, реагируя с хлором, образуют безвредные неактивные соединения

ГЛАВА 2 Использование и охрана водных ресурсов Коростышевского района

2.1 Физико-географическая и природо-климатическая характеристика Житомирской области

Житомирская область расположена в центральной части Восточноевропейской равнины, на севере Правобережной Украины, почти полностью в центральной части Полесья. Площадь области составляет 29,9 тыс. кв. км, что составляет 4,9 % территории Украины. Область имеет выгодное физико-географические и экономико-географическое положение, что способствует ее компактном заселению, высокому уровню хозяйственного освоения территории [20].

Территория Житомирской области в геоструктурном отношении находится почти полностью в пределах северо-западной части Украинского кристаллического щита, который является составной частью Русской платформы.

В геологическом строении принимают участие метаморфические, местами магматические відламкові породы докембрийского фундамента, перекрыты корой выветривания и осадовим чехлом. Коренные породы чехла, что исполняют снижение фундамента, залегают на востоке и юге области. Остальная территория покрыта антропогеновыми отложениями. По площади преобладают водно-ледниковые отложения, на отдельных участках перекрыты ледниковыми. Речные долины восполнены аллювием террас.

На территории области есть отложения всех периодов геологической истории Земли, начиная с докембрийских и заканчивая четвертичными. Но роль их в геологическом строении неодинакова.

Рельеф Житомирской области тесно связан с геологическим строением. Приуроченность территории области в северо-западной части Украинского кристаллического щита обусловило ее более высокое гіпсометричне положение по сравнению с другими областями украинского Полесья, распространение узких и глубоких врезанных речных долин, наличие крупных лесных “островов” и меньшую заболоченность.

Житомирская область имеет вид волнистой равнины с общим снижением на север и северо (от 280 — 220 м до 150 м и менее). Большая часть области лежит в пределах Приднепровской и Волино-Подольской возвышенности. Северную и северо-восточную часть занимает Полесская низменность [20].

Для области характерен высокий уровень залегания кристаллических пород, которые во многих местах выходят на дневную поверхность и принимают участие в формировании современного рельефа, влияют на характер речных долин, подземных вод и почвенного покрова.

В недрах Житомирской области залегают разнообразные полезные ископаемые. С точки зрения видового разнообразия минеральную базу области следует характеризовать преимущественно как топливно-строительную. Из нее выделяются три группы полезных ископаемых: топливно-энергетическая (бурый уголь, торф); строительная (граниты, кварциты, тугоплавкие глины, пегматити, каолин, доломит); метало рудная (ильменит). Залежи минерального сырья в целом незначительны (исключением являются строительные камни и кварциты). Степень разнообразия сырьевых ресурсов характеризуется высоким уровнем. Более разведанные топливно-энергетические ресурсы, строительные и металлические полезные ископаемые. На их базе развиваются буровугільна и торфовидобувна промышленности, стекольная и фарфоро-фаянсовая, кирпичная, добыча и производство ильменита и т.д.

Житомирская область расположена в умеренном поясе северного полушария между 49% и 51 градусов северной широты. Этим обусловливается высота Солнца над горизонтом.

В дни равноденствия, когда солнце бывает в зените над экватором, в полдень оно поднимается в Житомире над горизонтом на 35 градусов. Максимальная высота Солнца в полдень в день летнего солнцестояния достигает 58 градусов, минимальная высота Солнца в полдень в день зимнего солнцестояния не достигает 12 градусов.

Климат Житомирской области умеренно-континентальный, с теплым влажным летом и мягкой облачной зимой. Он зависит от основных кліматоутворюючих факторов: солнечной радиации, атмосферной циркуляции, форм рельефа, а также лесистости и заболоченности, которые влияют на формирование местных микроклиматических отмен. Средняя многолетняя температура самого холодного месяца (января) составляет минус 6 градусов, самого теплого (июля) +17 — +19 градусов. Средняя годовая температура в области составляет +6 — +7 градусов. Самые большие морозы бывают в январе и феврале и достигают минус 30 градусов. Продолжительность безморозного периода 150 — 170 дней. Сумма положительных температур воздуха (более 10) колеблется от 2400 градусов на севере, до 2600 мм на юге. Продолжительность периода со среднесуточными температурами выше 0 градусов составляет 240 — 260 дней. Вегетационный период (дни со средней температурой воздуха выше 5 градусов) продолжается от второй декады апреля до третьей декады октября. Средние даты весенних заморозков на почве — 5 — 10 мая, самые поздние — в первой половине июня [20]. Осенние заморозки начинаются в конце сентября — начале октября. От весенних заморозков больше всего страдают ранние овощи, фруктовые деревья.

На территории области в течение года выпадает 550 — 600 мм осадков. Максимум осадков приходится на летние месяцы: июнь, июль, август (40 — 45% годового количества осадков). Летом довольно часто бывают дожди, грозы. Сумма осадков в период активной вегетации составляет 300 — 350 мм.

Снежный покров в большинстве районов области равномерное (10 — 30 см) и продолжается 95 — 110 дней, но неустойчивый через частые оттепели. В целом он достаточен для защиты от вымерзания озимых и накопления почвенной влаги.

Отсутствие высоких горных поднятий способствует свободному перемещению воздушных масс различного происхождения, что обусловливает значительную изменчивость погодных процессов в отдельные сезоны. Однако переход от одного сезона года до второго, как правило, происходит постепенно. Под влиянием Атлантики характерны устойчивые оттепели, когда температура воздуха повышается до 10 градусов, а снежный покров совсем исчезает. Зимой наблюдается облачная погода — результат прохождения циклонов, могут выпадать осадки в виде снега и дождя — при глубоких длительных оттепелях, а также прохождении атлантических и южных циклонов.

В зависимости от соотношения между циклонической и антициклонической погодами зимой на Житомирщине различаются теплые и холодные зимы. Теплые зимы характеризуются частыми выходами атлантических циклонов с сплошной облачностью и осадками в виде мокрого снега, дождя и тумана. При этом суточный ход температуры воздуха практически отсутствует, а средние месячные температуры на 5 — 7 градусов выше нормы. Холодные зимы наблюдаются при подавляющем господстве антициклонної погоды, вызванной вторжением арктических масс, формированием местных антициклонов. При этом средние температуры бывают на 7 — 9 градусов ниже нормы.

Переломным периодом зимы является освобождение почвы от снежного покрова. Начало весеннего сезона, который характеризуется переходом средней суточной температуры через 0 градусов в сторону роста, происходит в середине марта, через +5 градусов температура по всей области переходит около 10 апреля. Это время считают начало вегетационного периода.

Для мая с его средней температурой воздуха +15 градусов присущ, до некоторой степени, летний режим и погода в основном солнечная, теплая, ветры слабые и распространяются молнии.

За весну выпадает осадков 120 — 130 мм. Май бывает иногда засушливым и время от времени здесь возникают пыльные бури, которые выдувают верхние слои сухого грунта.

Нельзя не отметить, что в отдельные годы наблюдаются снегопады не только в марте — апреле, а в мае.

Лето начинается с конца мая и заканчивается в начале сентября. В среднем летний период достаточно теплый и влажный: средние месячные температуры всех летних месяцев превышают 18 градусов, за этот период выпадает 200 250 мм осадков, то есть 40 % их годовой нормы.

Летом часто наблюдаются грозы с интенсивными проливными дождями, когда за одни сутки может выпасть 100 мм осадков. В среднем на каждый летний месяц приходится 5-7 грозовых дней. Две-три грозы за лето сопровождается выпадением града. Наиболее сухим и солнечным есть месяц август.

Первый месяц осени — сентябрь — сухой и солнечный. Позже увеличивается облачность, чаще начинают выпадать осадные дожди, которые имеют важное значение для предзимнего увлажнения почвы и накопления в нем влаги.

Октябрь может быть сухим и солнечным, с ночными заморозками и туманами. Такие периоды получили название „бабьего лета”. При этом в октябре возможны температуре +25…+26 градусов.

Конец осени отмечается резким усилением циклонической деятельности. В это время часто наблюдаются длительные осадные дожди и туманы. В конце ноября по всей области может образоваться снежный покров, хотя изредка возможны снегопады в течение всей осени.

Территория Житомирской области имеет развитую гидрографическую сеть. На территории области протекает полностью или частично 221 река (учтено реки длиной более 10 км, общей длиной 5366 км), все они относятся к бассейну Днепра [20].

Крупнейшими водными артериями области являются: Тетерев с Гнилоп'яттю, Гуйвою и Іршею; Ирпень, Здвиж (верхние течения); притоки Припяти — Уборть, Словечна и Уж с Жеревою и Норином; приток Горыни — Случ.

Физико-географическое расположение Житомирской области отразилось как на развитии речной сети, так же и на водном режиме этих рек. Средняя густота речной сети области составляет 0,36 км/км². Для рек области характерно смешанное питание с преобладанием снегового. Более 50% речного стока приходится на талые снеговые воды. Доля подземных и дождевых вод в питании, примерно одинаково.

Ледообразования на реках области начинается, как правило, в конце ноября начале декабря. Средняя продолжительность ледостава — 3,4 месяца, средняя толщина — 0,2-0,4 м.

В зависимости от геолого-морфологических условий и рельефа сформировались географические особенности рек: ширина, характер речной долины, строение русла, наклон реки, скорость течения и т.д. Реки севера области имеют более медленное течение. Заводи луговые или кустарниковые, местами заболоченные. Реки центральной и южной части области имеют хорошо произведенные террасный долины. Средняя ширина их составляет 0,5-0,8 км (на р. Тетерев — до 4 км); склоны высокие (10-20м),тем крутые. Русла рек умеренно извилистые. Ширина рек в межень на перекатах равна 20 м, на плюсневых участках 30-50 м (на р. Случ — до 110м). Средний наклон рек по сравнению значительный (0,6-1,2 г/км), скорость течения на перекатах равна 0,1-0,4 м/с [20].

Большие площади в области занимают болота, которые подразделяются на низменные верховые. В подольской части преобладают травяные болота, которые образуются в результате периодического затопления низинных болот местности речными водами, характеризуются незначительной глубине, повышенным содержанием минеральных соединений. Верховые, мохові болота, образуются после того, как травяные болота перестают систематически заливаться речными водами, начинает меняться растительность, появляется сфагновый мох, уменьшается минеральное питание.

Грунтовые воды на Полесье достаточно распространены. Залегают они, как правило, на глубине, доступной для корни растительности, что обычно не превышает 5-10 м. По минерализации они пресные, по химическому составу — гидрокарбонатно-кальциевые [13].

Почвы в пределах Житомирской области за их механическим составом и физико-химическими свойствами достаточно разнообразны. На их образование и географическое распространение влияют рельеф, материнские породы, климатические условия, а также растительный покров и животный мир. Характерная для Полесья крупнейшая обводненность способствует длительному сезонном перезволоженню почв и формированию у них без кислородного среды. В результате создаются благоприятные для развития восстановительных процессов условия. Грунты приобретают типичный сизо-серый цвет. Зональными типами почв являются дерново-подзолистые и болотные, которые часто меняют друг друга и перемежаются с более редкими серыми лесными почвами [13].

Сравнительно теплый и влажный климат зоны лесов способствует развитию процессов биохимического выветривания и образованию кислых грунтовых вод. Происходит выщелачивания минералов и формирования елювіального горизонта, бедного глинистыми частицами, оксидами и свободным кремнеземом. Почвообразующие и гіпергенні процессы в лесной зоне мало энергичные и не проникают глубже 1-1,2 м. В условиях достаточно застойной увлажненности, которая осложнена близким от поверхности залеганием грунтовых вод, интенсивно развивается процесс образования торфяников, мощность которых достигает нескольких метров. Негативной особенностью является заболоченность, низкая естественное плодородие почв, ветровая эрозия незащищенных растительностью песчаных почв и др.

В Полесье преобладают песчаные, супесчаные и изредка легкие суглинисті грунты, которые подстилаются различными материнскими породами. Все это обусловливает значительную мозаичность почвенного покрова и распространение дерново-подзолистых почв, которые занимают почти 60% почвенного покрова [14].

2.2 Общая характеристика водных ресурсов Коростышевского района

В мире все живое связано с водой и в значительной мере состоит из воды. Академик В.И. Вернадский отмечал, что «вода стоит особняком в истории нашей планеты, не имеет естественного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных природных и общественных процессов» [30]. С одной стороны, она является носителем жизни, формируя условия для воспроизводства, развития, существования всех живых организмов, природной среды в целом, самого человека. С другой вода используется как природное сырье, выступает элементом производственных отношений практически во всех отраслях хозяйственной деятельности, в производстве многих видов продукции. Поэтому обеспечение человечества чистой водой является одной из крупнейших проблем современности, острота которой повышается вследствие роста дефицита воды и ухудшение ее качества. Именно выживания человека как биосоциального вида, в значительной степени зависит от наличия и состояния водных ресурсов.

Общий объем гидросферы составляет чуть менее 1,5 млрд. куб. км, 94 % и 72 % поверхности земного шара занимает мировой океан. Из общего объема гидросферы 60 тыс. куб. км приходится на подземные воды, большую часть которых составляют глубинные рассолы, и лишь около 4 тыс. куб. км — пресные подземные воды зоны активного водообмена. Третьей крупной частью гидросферы есть полярные ледники — 24 млн. куб. км (1,6 %). На долю поверхностных пресных вод в гидросфере приходится около 360 тыс. куб. км или 0,25 % ее общего объема, из них 278 тыс. куб. км сосредоточено в озерах, 83 тыс. куб. км — почвенная влага. Незначительный объем русловых речных вод Земли — около 1,2 тыс. куб. км — служит началом формирования почти всех источников пресных вод, доступных для использования. Следовательно, резерв воды, на которое может рассчитывать человечество в недалеком будущем, ориентировочно составляет 6 тыс. куб. км. В то же время использование воды как природного ресурса, в течение последних десятилетий резко возросло: в 1900 году мировое потребление воды составляло 400 куб. км в год в 1950 — 1100, в 1975 — уже 3000. По прогнозам в 2010 г. годовой объем водопотребления достигнет 6000 куб. км.

Характер и степень использования водных ресурсов зависит от природных условий, в том числе водообеспеченности и экономических и социальных факторов [33]. На развитие отраслей водного хозяйства и строительства гидротехнических сооружений влияют также рельеф местности, почвенный и растительный покров, гидрогеологические условия, гидрологические особенности бассейна и другие природные факторы. Масштабы и направленность экономических факторов определяются уровнем развития производительных сил, структуры территориально-производственных комплексов, существующих и тех, которые формируются, а также уровнем заселенности и плотностью населения.

При этом хозяйственная деятельность человека осуществляет все большее влияние на условия формирования и использования водных ресурсов, их количественные и качественные изменения. Она определяется, в первую очередь, непосредственным использованием воды для производственных, социальных, хозяйственно-питьевых нужд, прямой изменением режима и качества воды в процессе хозяйственной деятельности. При этом загрязнение водных ресурсов приобретает таких значительных масштабов, что ставит под угрозу существование экосистем и функционирование экономики.

Состав и качество воды характеризуются многими физическими, химическими и микробиологическими показателями [31]:

— мутность (содержание взвешенных веществ в единице объема смеси воды с наносами);

— окраска, запах и привкус;

— температура;

— минерализация (наличие в воде растворенных веществ);

— наличие растворенного кислорода и биохимическая потребность (БСК) в нем на окисление органических и химических веществ, которые поступили в водоемы;

— содержание ядовитых и радиоактивных веществ;

— бактериальные и санитарно-гигиенические показатели (соблюдение которых гарантирует безопасные или оптимальные условия водопотребления) и т.д.

За запасами собственных водных ресурсов, доступными для пользования, Украина относится к наименее обеспеченных среди европейских государств. Питьевое водоснабжение в Украине на 2/3 обеспечивается за счет поверхностных вод. Напряженность водогосподарсько-экологического положения обусловлена двумя граничными условиями: с одной стороны низкой среднегодовой водозабезпеченістю — на одного жителя приходится около 1 тыс. куб. м в год, а это в 15 раз ниже нормы, определенную Европейской Экономической комиссией ООН; и с другой — почти катастрофическим качественным состоянием водных источников [20, 33]. Наряду с этим водные ресурсы используются нерационально, с нарушением экологических требований, что связано с экстенсивным характером развития экономики страны, наличием устаревших водо — и энергоемких технологий.

Через чрезмерная антропогенная нагрузка, негативное влияние последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС, нарушение условий формирования водного стока и природного равновесия, что обусловило снижение качества водных ресурсов, угрожающее экологическое положение сложилось почти во всех речных бассейнах нашей страны. Вода, которая используется для производственных и хозяйственных нужд, возвращается в природные звена как обратная, в виде сточной, и несет в себе загрязняющие вещества, растворимые соли, химические примеси, частицы почвы и биологические отходы, которые не характерны для живой природы. Особую обеспокоенность вызывают такие загрязняющие вещества, как токсины, подобные тяжелых металлов и пестицидов; органические вещества, выбросы питательных элементов, подобных стока удобрений; осадки кислотных осадков, болезнетворные организмы. Все это приводит к ухудшению качества воды и деградации водных ресурсов.

Комплексная экологическая оценка состояния бассейнов рек Днепра по методике, которая разработана Украинским НИИ водогосподарсько-экологических проблем, показала, что нет ни одного бассейна, состояние которого можно было бы классифицировать как добрый (табл. 2.1).

Таблица 2.1 Экологическая оценка бассейнов малых рек

Оценка состояния	Украина, %	Полесье, %
Использование речного стока
Добрый Удовлетворительное Плохой Очень плохой Катастрофический	29 18 5 — 48	44 33 17 — 6
Качество воды
Очень чистая Чистая Удовлетворительной чистоты Загрязненная Грязная Очень грязная	— — 3 20 16 61	— — 11 17 28 44
Состояние бассейна реки
Добрый Незначительные изменения Удовлетворительное Плохой Очень плохой	— 2 10 39 31	— 6 22 33 28

Данные таблицы свидетельствуют, что удовлетворительно оценен экологическое состояние лишь 22% рек Полесья (10% обследованных рек Украины), состояние 33% характеризуется, как плохой (39% — по Украине), 28% имеют очень плохой экологическое состояние (31% — по Украине). И только 6% обследованных рек Полесья претерпели незначительные изменения (2% в целом по Украине). Из приведенных данных можно сделать вывод, что чистых рек на сегодня в Украине не осталось. Лишь 11% рек Полесья имеют воду удовлетворительного качества (3% — по Украине). Состояние качества воды остальных рек характеризуется от загрязненной к очень загрязненной. Житомирщина, по сравнению с другими областями Украины, относится к региону с низкой водозабезпеченістю. Общая площадь земель водного фонда области составляет 129,5 тыс. га — 4,3% всей территории. Они заняты природными водотоками (реками и ручьями) — 7,3 тыс. га, искусственными водотоками (каналами, коллекторами, канавами) — 20,1 тыс. га, озерами и замкнутыми водоемами — 0,7 тыс. га, ставкам — 16,0 тыс. га и искусственными водохранилищами — 4,0 тыс. га (рис.2.2). Кроме того, болотами и заболоченными землями занято 81,4 тыс. га, которой находятся подавляющим образом в северной части области.

Рис. 2.2 Структура земель, которые находятся под водой (на 1 января 2006г.)

По данным областного управления земельных ресурсов основными плательщиками и пользователями земель водного фонда региона является водохозяйственные предприятия — 9,7 тыс. га (20,2%) и сельскохозяйственные — 6,2 тыс. га (12,9%).

По территории области протекает 246 рек (длиной более 10 км каждая) общей протяженностью 5,8 тыс. км и почти 2,5 тысячи ручьев (длиной менее 10км) протяженностью свыше 6,1 тыс. км. По территории Коростышевского района протекает 13 рек (длиной 173 км). Сама крупнейшая река района имеет протяженность 36 км — г. Тетерев. Средняя плотность речной сети Коростышевского района составляет 0,43 км на кв. км территории. В сердній за водністю год местный сток рек района составляет 315 млн. куб. на 1 человека приходится 2,14 тыс. куб. м воды. Суммарный сток, формирующийся в пределах, достигает 371 млн. куб. м или 2,52 тыс. куб. м на одного жителя. По Украине на 1 человека приходится 1,03 тыс. куб. м местного 4,12 тыс. куб. м суммарного стока. В маловодный год местный сток по области составляет 105 млн. куб. м, а суммарный — 128 млн. куб. м.

Река Тетерев, правый приток р. Днепр, протяженность на территории области 247 км. Количество контрольных створов — 27, из них согласно «Программы…» — 7. Отбор проб произведен 4 раза.

Ухудшилось состояние реки в створе ниже пгт. Чуднов: увеличился в 2 раза содержимое солевого аммония в сравнении с 2004 годом (0,79мг/дм³ — в 2000 году и 1,56 мг/дм³ — в 2001 году). Увеличились показатели по сухому остатка, сульфатам и фосфатам.

В створе 5 км выше города Житомира (водохранилище «Отсечное») резких изменений качества воды не наблюдается за исключением летнего периода. В течение июля-августа текущего года наблюдалась экстремальная ситуация с содержанием марганца. Его содержимое в 13-14,5 раз превышало ПДК. Причиной такого явления была чрезвычайно высокая температура воздуха, а вместе с тем и воды в течение этого периода, что привело к нарушению окисловідновних процессов в поверхностных водах.

По мере убывания температур качество воды улучшилось. На конец 2001 года увеличение содержания марганца не наблюдалось.

В створах выше устья реки Каменка в сравнении с прошлым годом, показатели стабильны.

В створе ниже устья реки Каменка, по сравнению с прошлым годом увеличился содержимое солевого аммония с 0,8 мг/дм³ до 1,06 мг/дм³, фосфатов с 0,42мг/дм³ до 0,66 мг/дм³. Это объясняется сбросом в реку Каменку нескольких сбросов ливневых стоков и частыми аварийными сбросами с канализационно-насосных станций.

В створе ниже города Житомира, с. Левков по сравнению с 2000 годом наблюдается снижение растворимого кислорода и увеличение солевого аммония, ХПК, БПК₅, сульфатов, что объясняется влиянием сброса ОСК Житомирсього ПУВКХ.

В приграничном с Киевской областью створе с. Вышевичи все показатели, против прошлого года стабильны, за исключением незначительного повышения содержания солевого аммония в 2 раза.

На реках Житомирской области создано 43 водохранилища (с запасом воды каждого более 1 млн. куб. м) общей площадью водного зеркала 6,8 тыс. га полным объемом 163,13 млн. куб. м (полезный объем — 30,84 млн. куб. м). Площадь водного зеркала 825 прудов составляет 9,8 тыс. га, их объем почти 115 млн. куб. м. Запасы подземных вод области питьевого назначения сравнительно незначительные — 70 млн. куб. м в год, прогнозные оцениваются в 300 млн. куб. м в год. Количество скважин на начало 1998 г. составляла 3768 единиц. Расчетный объем водных ресурсов всех водоемов области составляет около 3,3 млрд. куб. м.

2.3 Анализ использования водных ресурсов области и Коростышевского района

Водопользование — это объективный и непрерывный процесс освоения и использования обществом водного режима и водных ресурсов, который непосредственно влияет на водные экосистемы. Он предполагает не только использование водоресурсного потенциала, но и его воспроизводство и охрану. По характеру воздействия общества на водные системы выделяются следующие его виды:

— водопользование без изъятия воды из водных источников (русловое);

— водопользование с забором воды из водных источников (позаруслове);

— воспроизведение водных ресурсов (оборотное и повторное водоснабжение, замкнутые системы, очистка воды и т.д.)

— перестройка водного режима (гидромелиорация, регулирования стока водохранилищами, прудами, переброски стока и др.)

— охрана водноресурсних систем (водосборных площадей и непосредственно водных объектов).

В зависимости от того, в какой отрасли осуществляется водопользования, его разделяют на: промышленное, и коммунальное сельскохозяйственное, а за и целевому назначению: на хозяйственно-бытовое, производственное, сельскохозяйственного водоснабжения, орошения земель, прудовое, рыбное хозяйство и др.

В соответствии с Водным Кодексом Украины, использования вод осуществляется в порядке общего и специального водопользования, для нужд гидроэнергетики, водного транспорта. Общее водопользование осуществляется гражданами бесплатно, без предоставления соответствующих разрешений, для удовлетворения их потребностей (купание, плавание на лодках, любительская и спортивная рыбалка, водопой животных, забор воды из водных объектов без применения сооружений или технических устройств и из колодцев). Специальное водопользование — это забор воды из водных объектов с применением сооружений или технических устройств и сброса в них сточных вод. Такое водопользование осуществляется юридическими и физическими лицами прежде всего для удовлетворения питьевых нужд населения, а также для хозяйственно-бытовых, лечебных, оздоровительных, сельскохозяйственных, промышленных, транспортных, энергетических, рыбохозяйственных и иных государственных и общественных потребностей. Специальной водопользование является платным.

С точки зрения использования и охраны водных ресурсов производственная деятельность хозяйственных объектов характеризуется:

— общим спросом на воду — суммой забора свежей воды из природных объектов, вовлеченной в оборотные системы водоснабжения;

— водоотводом — сбросом сточных, дренажных, коллекторных, шахтных и других вод в водные объекты;

— бесповоротным водопотреблением — разницей между забором воды и водоотведением (до безвозвратных потерь воды относятся потери воды при транспортировке на дополнительное испарения с поверхности водохранилищ и прудов, фильтрацию в каналах и т.д.);

— объемам сброса загрязнений — величиной контролируемых компонентов загрязняющих веществ в сточных водах;

— тепловым загрязнением — количеством тепла, сбрасываемой в водный объект, который определяется по расходу сточных вод и их повышением температуры по сравнению с температуры воды, которая убирается.

Водопотребление на Украине оценивается системой количественных показателей, а именно объемами:

— забранной воды из водных источников;

— использованной воды;

— сброшенных в водные объекты сточных вод;

— необратимого водопотребления, который определяется как разница объемов забранной и сброшенной сточной воды.

Развитие современного производства сопровождается растущим привлечением водных ресурсов такими водоємкими отраслями, как промышленность, сельское и коммунальное хозяйства. Так, по данным статистики современная промышленность мира использует около 20 % воды, потребляемой человечеством. Количество воды, потребляемой предприятием, зависит от того, какую продукцию оно выпускает, от системы водоснабжения (прямоточная или оборотная) и от других причин. К крупнейших потребителей воды в промышленности относятся атомные электростанции.

Основной же потребитель воды — сельское хозяйство (70 % ее общего использования). Это обусловлено прежде всего увеличением площадей орошаемого земледелия. Известно, что орошаемые земли намного продуктивней неорошаемых. Сегодня в мире площадь орошаемых земель составляет 15 % общей площади сельскохозяйственных угодий, а дают эти земли более 50 % всей продукции.

Водоснабжение населения (около 10 % всей потребляемой человечеством воды) удовлетворяет его потребности в питьевой воде и коммунально-бытовые (работа предприятий бытового обслуживания, поливки улиц и зеленых насаждений, противопожарные мероприятия и т.п.). Несмотря на то, что в течение последних десятилетий интенсивность водопользование остается постоянной, а местами сократилась, имеет место потенциальная нехватка воды, и особенно в городских зонах. Вопрос обеспечения населения и народного хозяйства свежей водой все обостряются. Остается проблемой утечка воды из распределительных систем и неэффективное использование воды. Значительные объемы потребления воды в процессе экономической деятельности, рост сбросов загрязненных вод в поверхностные водоемы — главные факторы антропогенной нагрузки на водные ресурсы.

В последние годы наблюдается ежегодное уменьшение объемов забора воды.

Таблица 2.2 Основные показатели водоснабжения и водоотведения по области, млн. м³

2000	2002	2004	2004 в % к 2000	2000 в % к 2002
Использовано свежей воды	107,0	99,7	101,4	94,7	102
в т.ч. на потребности:
хозяйственно-питьевые	47,1	38,1	35,3	74,9	92,6
производственные	24,5	27,6	34,4	140	124,6
Общее водоотведения	70,0	62,7	67,1	95,9	107,0
из них:
загрязненных	34,5	35,6	36,3	105,2	102,0
нормативно-очищенных	15,9	5,9	11,0	69,2	156,2
нормативно-чистых (без очистки)	0,0	1,2	2,2	—	18,3
Объем оборотной и последовательно используемой воды	114,1	280,1	145,6	127,6	51,9

В течение 2006 г. всем потребителям области отпущено 101,4 млн. м³ воды, что на 5,3% м меньше, чем в 2002 г. и на 2% больше, чем в 2004 г. Населению отпущено 35,3 млн. м³. Воду на коммунально-бытовые нужды отпускали 200 предприятий, у которых на балансе находилось 278 водопроводов, 64 отдельные водопроводные сети, 570 скважин. Ими из природных водных объектов, что связано со снижением или прекращением производственно-хозяйственной деятельности субъектов хозяйствования. Соответственно уменьшился забор воды для использования в расчете на душу населения: от 199 м³ в 1992 г. до 122 — в 1995 г. и до 75 м³ — в 2006 г. (рис. 2.3).

Рис.2.3 Динамика объемов забора, водоотведения

Рис.2.4 Динамика забора воды для использования в расчете на душу населения

В целом подача воды в водопроводной сети в 20064 г. сократилась на 35% против 2002 г.: от 109,3 до 71,5 млн. м³. Вместе с тем, наблюдаются значительные потери воды при транспортировке в водопроводных коммуникациях: в 2006 г. потеряно почти 22% общего объема воды, поданной в сеть, в 2002г. — только 2,7% (табл. 2.3). Общая протяженность водопроводных сетей централизованного водоснабжения выросла с 2,0 тыс. км в 2002 г. до 3,0 тыс. км в 2006 г. Производственная мощность водопроводов и насосных станций И подъема заметно снизилась: в 2006 г. она составляла 472,6 тыс. м³ за сутки против 621,3 в 2004 г. и 484,3 — в 2004 г. В целом по области производственная мощность водопровода и водопроводной сети используется почти полностью, характеристика которых отражена в табл. 2.3.

Таблица 2.3 Водоснабжения в области и в районе

Подано воды в водопроводной сети						Из общего количества поданной воды, %
всего, млн. м3			доля от забранной воды, %			очищено			потеряно при транспортировке v
2002	2004	2006	2002	2004	2006	2002	2004	2006	2002	2004	2006
По области	109,3	90,3	71,3	36,8	47,2	54,1	51,7	75,8	75,7	2,7	6,2	21,6
Коростышевский	1,6	1,2	1,1	29,6	27,9	57,9	77,1	89,1	91,4	11,6	1,3	13,2

Крупным потребителем воды в Коростишиві является коммунальное хозяйство, которое в 2006 г. на свои нужды использовало 44,0 % общего объема использованной свежей воды, тогда как в среднем по Украине — лишь 20%. Коммунальное хозяйство обеспечивает хозяйственно-питьевые и бытовые потребности населения в жилищном фонде и в сфере материального производства, санитарные потребности городов и поселков городского типа, а также производственные нужды промышленных предприятий. Особенностью коммунального хозяйства является потребление воды высокого качества. Однако почти 25% подаваемой воды в водопроводной сети, не очищается. Вся вода проходит сквозь очистные сооружения Коростышевского — 91,4 % района. Объем воды, использованной на удовлетворение хозяйственно-бытовых нужд в 2006 г., составил 57,9 млн. м³, что на 30 млн. м³ больше против 2004 г. и на 23,9 млн. м³ больше, чем в 2002 г.

По объему полного водопотребления и использование свежей воды наиболее крупным водопользователем является промышленность, где вода используется для производства продукции, как теплоноситель (для охлаждения нагретых в процессе производственных операций агрегатов, механизмов, оборудования и т.д.), как поглотитель, как средство транспортировки, а также для смешанного использования. Определенное количество воды используется также для поддержания необходимых санитарно-гигиенических условий в производственных помещениях, для тушения пожаров и удовлетворения других потребностей.

Таблица 2.4 Характеристика водопроводной сети области

Количество водопроводов и окрсмихводогіннихмсреж, ед.			Одиночная протяженность водоводов и уличной водопроводноїме сжі, км			Количество водосборов, единиц			Производственная мощность водопровода, тыс. куб. м/сутки
1995	2004	2006	1995	2004	2006	1995	2004	2006	1995	2004	2006
По области	310	322	357	2048,5	2083,4	2966,7	3950	4828	5698	621,3	484,3	472,6
Коростышевский	10	9	9	56,7	—	60,0	160	148	149	5,1	5,8	7,8

Рис. 2.5 Доля оборотной и последовательно используемой воды в общем объеме, использованном на производственные нужды общего объема водопотребления.

На сокращение общих объемов водопотребления повлияло уменьшение в 3,8 раза объема свежей воды, использованной на производственные нужды: с 94,0 млн. м³ в 2002 г. до 24,5 млн. м³ — в 2006 г. Доля потребленной свежей воды промышленностью области в 2006г. значительно ниже — 22,9 %, чем в целом по Украине — 45,8 %. Важное значение имеет экономия свежей воды за счет оборотной и последовательно используемой воды, объем которого в 2006 г. по области составил 152,0 млн м³. Ее доля в общем объеме использования воды на производственные нужды выросла с 73,4 % в 2002 г., до 86,1 % в 2006г.

Как по объему использованной воды, которая забирается из водных источников, так и за безвозвратными ее потерями, значительным водоспоживачем является сельское хозяйство. В этой отрасли используется для водоснабжения животноводства, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, водоснабжения сельских населенных пунктов, орошения, обводнения и орошения земель, а также для прудового рыбоводства. Сельское хозяйство влечет за собой высокий уровень экологической нагрузки на водные источники. Потребление свежей воды другими отраслями экономики сравнительно незначительные. Динамика потребления свежей воды по области приведена на рис. 2.5.

Основные показатели забора и использования свежей воды и отвод сточных вод региона, которые исследуются, в 2006 г. Из общего объема забранной воды по области — 31,9 млн. м³ 9% потеряно при транспортировке. На производственные, хозяйственно-питьевые, сельскохозяйственные и другие потребности использования 107,0млн. м³ свежей воды — 81 % всей забранной, к водопроводной сети подано 54%. Сточных вод было сброшено в поверхностные водоемы чуть меньше половины забранной — 46 %, 89 % которых пропущены сквозь через очистные сооружения канализации. При этом мощность водоочистных сооружений составляет 78,9 % мощности водопровода по области, а мощность очистных сооружений загрязненных стоков — 81,4 % пропускной направленности канализации.

Рис.2.5 Динамика использования свежей воды в Коростишиві за потребностями

Проведенный анализ в разрезе территориально-административных единиц свидетельствует, что в Коростышевском районе при транспортировке воды по водопроводным коммуникациям потеряно ее больше всего — 7 % от всего объема забранной воды. Объясняется это тем, что не состоялось ее потерь при транспортировке до потребителей.

В Житомирском районе отводится в виде загрязненной 63 % от общего объема забранной воды, по Коростышевском района — половина: по 52% соответственно. Почти во всех районах сточные воды пропущенных через очистные сооружения канализации, что позволяет уменьшить вредное воздействие на природную среду.

РАЗДЕЛ 3 Разработка комплекса мер по улучшению питьевой воды Коростышевского района

3.1 Загрязнение и охрана водных ресурсов Житомирской области и Коростышевского района

Известно, что одна из главных проблем в г. Коростышев — это качество водопроводной воды для общественного потребления.

Забор воды для нужд города Коростишива проводится за счет подземных вод эксплуатационных скважин, пробуренных в период с 1980 по 1990 годы глубиной от 86 до 140 м и оборудованных на водоносный горизонт трещинуватої зоны кристаллических пород докембрия.

Роль водного фактора в поддержании баланса природно-экологических процессов является одной из центральных. Любые изменения водного режима и водообеспеченности обусловливают значительный прямое и косвенное влияние как на функционирования природных экосистем, так и экономику страны [31]. Поэтому защита чистой водной среды, угроза дефицита воды обусловливают глобальный характер проблемы и требуют комплексного и рационального подхода к использованию водных ресурсов.

Одной из главных причин негативных последствий антропогенного воздействия на водные объекты являются потребительское отношение к ним. Вода, как природный ресурс, в отличие от нефти, газа, угля ежегодно восстанавливается в процессе глобального водообмена и круговорота.

Через что водные ресурсы долгое время считались неисчерпаемыми и способными к самоочищению. Однако, увеличение антропогенного воздействия на водные источники и ландшафты водосборных бассейнов привело к нарушению условий формирования стока и водного режима, снижение самовосстанавливающегося способности водных ресурсов. Это обусловило уменьшение водности рек, снижения их биопродуктивности.

Хозяйственный комплекс Украины на протяжении многих десятилетий развивался без учета экологических последствий, что привело к катастрофическому экологического состояния, особенно — водных систем. В промышленности — это высокий уровень концентрации промышленных объектов; отсутствие или недостаточная мощность очистных сооружений; несовершенство технологий очистки и низкая эффективность существующих очистных сооружений; отсутствие правовых и экономических механизмов, которые стимулировали бы развитие экологически безопасных технологий и природоохранных систем; низкий уровень экологических знаний. В сельскохозяйственном секторе экономики — значительная (50-60 %) распаханность территории, которая на отдельных водосборах рек достигла 80-90 %; использования в сельскохозяйственном обороте склонов, пойм рек; низкий уровень агротехники и технологий; пренебрежение природоохранными, мелиоративными, противоэрозийными мерами; загрязнение земли и вод стоками ферм и животноводческих комплексов.

Источниками загрязнения водных ресурсов является также фильтрующие накопители, свалки промышленных и бытовых отходов, токсичные вещества из которых поступают как подземных, так и в поверхностных водных объектов. Всего около трети устойчивого стока воды загрязняется промышленными, коммунально-бытовыми сточными водами, а также атмосферными осадками, в которых концентрируются вредные выбросы промышленности, транспорта и отходов сельского хозяйства.

Радиоактивные вещества, которые выпали вследствие Чернобыльской катастрофы, не остаются на месте, их миграция обусловлена, с одной стороны, свойством ила или почвы поглощать, а с другой — растворимостью радионуклидов в воде. Водоемы загрязняются радионуклидами вследствие склонового стока. Самоочищение воды от радиоактивных частиц, кроме радиоактивного распада, происходит путем осаждения их вместе с иловыми частицами, адсорбции донными отложениями, поглощения водными растениями и животными. На большей части рек области радиоактивное загрязнение сравнительно небольшое или совсем отсутствует, за исключением г. Норинь, бассейн которой размещен в зоне непосредственного влияния Чернобыльской АЭС состояние которого за уровнем радиоактивного загрязнения оценивается как катастрофическое. В бассейне большинства рек Полесья плотность радиационного загрязнения достигает 15 кюри на 1 кв. км (в районе 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС уровень загрязнения воды превышает нормативы в 5-45 раз).

В настоящее время общество достигло такой степени привлечения водных ресурсов в хозяйственный оборот, что они превратились в главный лимитирующий фактор социально-экономического развития страны. Это требует поиска эффективных связей между экономикой и природными водно ресурсными системами, между водопотребами социально-экономического развития и улучшением экологических условий существования человека, для стабилизации и оздоровления экологической ситуации в стране. Для достижения конкретных позитивных результатов во всем мире признан наиболее эффективным применение экономических методов регулирования водопользования и водоохраной деятельности. Водоохранная деятельность невозможна без экономической оценки водных ресурсов, которая должна отображать их значение в общем национальном богатстве и в народном хозяйстве (в производственных процессах и потреблении) и за которой, чем более ограниченным запасы воды, тем большую экономическую ценность они должны иметь [22].

Одной из самых актуальных и болезненных проблем охраны и рационального использования водных ресурсов была и остается проблема финансирования водоохранных мероприятий. В условиях экономического кризиса этот вопрос приобретает особую остроту, поскольку утраченные предыдущие источника расходов на водоохранные потребности, главным образом — финансирование из государственного бюджета. На сегодня действуют правительственные постановления о платежи за водопользование и возмещения убытков за нарушение законодательства об охране и рациональном использовании водных ресурсов. Так, фактические текущие затраты на охрану и рациональное использование водных ресурсов предприятиями области в 2000 г. составили 32601,9 тыс. грн. Из них на содержание и эксплуатацию сооружений для очистки сточных вод, образующихся в промышленности, коммунальном хозяйстве, других отраслях народного хозяйства, использовано 17912,9 тыс. грн; для содержания и эксплуатации систем водоснабжения с замкнутыми циклами — 9124,0 тыс. грн.; содержанию и эксплуатации полей фильтрации, специально построенных накопителей и відстойників загрязненных сточных вод — 198,8 тыс. грн.

Актуальной остается проблема охраны водных ресурсов от загрязнения при сбросе неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод. Снижение объемов забора и использования воды отразились и на объемах водоотведения, которые составили в 2000 г. 69,9 млн. м³, что в 1,9 раза меньше, чем в 1995 г., и более чем вдвое меньше, чем в 1992 г. Объем сброшенных вод в поверхностные водные объекты в 2000 г. составил 60,9 млн. куб. м, из них 34,5 % — неочищенные или недостаточно очищенные.

Рис.3.1 Сброса сточных вод в поверхностные водные объекты области

По данным статистической информации с 15,9 млн. куб. м стоков, очищенных до нормативных показателей, 15,4 млн. куб. м прошли очистку биологическими методами, что составляет почти 97 %, а 0,5 млн. куб. м (3 %) — механическими. По Украине 91 % нормативно-очищенных стоков прошли сквозь сооружения биологической очистки, 8,7% — механического и незначительный объем (всего 0,3 %) очищено на сооружениях физико-химической очистки. Очистка сточных вод — один из важных мер охраны окружающей среды от загрязнения. В нашем государстве преимущество предоставляется биологическом метода, поскольку он требует наименьших денежных затрат. Кроме того, по сравнению с другими методами, он меньше всего наносит ущерб природной среде.

Таблица 3.1 Сброса загрязненных сточных вод в природные поверхностные водные объекты Коростышевского района, млн. м³

Сброшено всего			Из них:						Доля в общем объеме сброса возвратных вод, %
			Без очистки			Недостаточно-очищенных
1995	2002	2006	1995	2002	2006	1995	2002	2006	1995	2002	2006
Коростышев	1,37	0,86	0,7	0,07	0,06	0,1	1,3	0,8	0,6	94,9	93,2	86,0

Анализ показывает, что показатели очистки сточных вод за период 2002-2006 гг. ухудшились. Так, в Коростышевском районе в 2006 г. без очищения — 25 % (в 2002г. — 2 %), а неочищенных и недостаточно очищенных сброшено лишь 69 % (92%-в 2002 г.). Наряду с тем по Житомирскому района эти показатели худшие: до нормативных показателей в 2006 г. очищено лишь 1 % сброшенных сточных вод (26 % — в 2002 г.), а неочищенных и недостаточно-очищенных стоков в 2006 г. сброшено в поверхностные водные объекты 84 % всего объема отведенных сточных вод.

Таблица 3.2. Основные водопользователи-забруднювачи водных объектов

Предприятие — загрязнитель	Ведомственная принадлежность	Водный объект		Объем сброса, млн. м3			Объем загрязняющих веществ, сбрасываемых тонн в год
				Всего	НО	НГО
Коростышевское ГКП«Водоканал»	Госкомитет строительства, архитектуры и жилищной политики		г.тетерев	0,6036	0,6036	276,0

Одной из причин такого положения является недостаточное обеспечение региона канализационными сетями и очистными сооружениями. Общая протяженность главных коллекторов и уличной канализационной сети района в 2006 г. составила 40,8 км, из которых 23,2 км находятся в аварийном состоянии. В районе сквозь очистные сооружения пропущено 93,5 % сточных вод соответственно. Через низкое качество очистки на очистных сооружениях, в результате перегрузки и износ технологического оборудования подавляющее количество сточных вод сбрасывается в значительной степени загрязнены — в течение 2006 г. более половины (34,5 млн. куб. м) общего объема загрязненных сточных вод поступало в поверхностные водоемы недостаточно очищенными.

Таким образом, сегодня проблема надежного обеспечения населения доброкачественной водой относится к важнейшим проблемам. Главная причина обострения этого вопроса заключается в непрерывном увеличении антропогенной нагрузки на природные ресурсы вследствие интенсивного химического, биологического и радиационного загрязнения источников питьевого водоснабжения. Особенно сложная ситуация наблюдается в районах, где водные ресурсы ограничены, а водногосподарський баланс напряженный.

Поверхностные водоемы Коростышева в 2004 г. больше всего забруднювалось лишь предприятием — системы жилищно-коммунального хозяйства — Коростишевське ПУВКХ — 6,0 млн. м³. Например, водные объекты бассейна р. Тетерев в 2002 г. забруднювались преимущественно сухими остатками — 12,2 тыс. тонн, хлоридами — 2,3, сульфатами — 1,5, взвешенными веществами — 1,4, нитратами — 0,5 тыс. тонн (рис.3.2.).

Наблюдения за гидрохимическим состоянием рек области, которые проводились Госуправлением экологии и природных ресурсов в области согласно «Программы мониторинга поверхностных вод», показали, что найзабрудненими являются реки: Тетерев и Гнилопять, а реки Ирпень и Уборть-чистейшие.

Рис.3.2 Содержимое некоторых загрязняющих веществ, поступивших в поверхностные водоемы бассейна р. Тетерев, в 2006

В комплекс мероприятий по охране водных объектов принадлежит создание зоны санитарной охраны (прибрежных водоохранных полос) — территории, где вводится особый санитарно-эпидемиологический режим с целью предотвращения ухудшения качества воды источников централизованного водоснабжения. Для средних рек, площадь водосбора которых составляет от 2 до 50 тыс. км², ширина таких полос устанавливается в пределах 50 м, для малых — 25 м.

Для государственного регулирования использования, охраны и восстановления водных ресурсов в Украине принят ряд законов и нормативных актов: «Об охране окружающей природной среды», «Водный кодекс Украины», «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», разработана и утверждена Национальная программа экологического оздоровления бассейна Днепра и улучшения качества питьевой воды. Эти правовые документы определяют территории, которые принадлежат к водного фонда Украины, категории и процедуры использования водных ресурсов, регулируют специальное использование воды, определяют экологические права и обязанности пользователей водных объектов. Согласно этих законов и нормативных актов осуществляется государственный контроль и надзор за использованием, защитой и пополнением водных ресурсов, определяются меры по предотвращению природных катастроф, касающиеся водных объектов. С целью реализации политики нашего государства в области охраны окружающей среды утверждена «Областная Программа охраны окружающей среды на 2005-2010 годы», в которой вопросы использования водных ресурсов Житомирщины и их охраны нашли соответствующее отражение.

Проблема охраны и рационального использования водных ресурсов неотъемлемая от духовных ценностей общества. Создано много международных природоохранных организаций.

Охрана водных ресурсов — это система международных, государственных, региональных, локальных, технических, административных, общественных мероприятий по рациональному комплексном использовании водных объектов.

Охрана водных ресурсов от истощения и загрязнения, и их рациональное использование для нужд народного хозяйства — одна из наиболее важных проблем, которая требует безвідкладного решения.

Проблема увеличения водных запасов долго рассматривалась как техническая проблема, требовавшая технических решений, таких как: строительство большего числа плотин и опреснительных аппаратов, но в настоящее время технические решения исчерпали себя. Против строительства новых плотин выдвигаются экономические и общественно-экономические доводы, например: плотины все дорожают, потому что самые выгодные места уже использованы, к тому же они вырывают миллионы людей из их естественной среды и расстраивают экосистемы.

Чтобы использовать воду “рационально”, т.е. избегать ее рассеивание и поддерживать ее качество, потребителей следует заставлять платить за нее.

Важнейшими проблемами защиты водных ресурсов, водного хозяйства и применения воды в Украине являются следующие:

1. Спад промышленного производства в течение последних 10 лет не сопровождался улучшением состояния водных ресурсов Украины.

2. Очистка стоков в Украине является серьезной проблемой.

3. Не существует интегрированного подхода к управлению водными ресурсами в Украине, необходимо улучшение координации в этом вопросе, хотя уже начались некоторые изменения к лучшему.

4. В прошлом, Украина, так же как и другие страны бывшего СССР, была жестко централизованной. Сейчас страна сталкивается с серьезными проблемами децентрализации управления, бюджета, администрации и ответственности.

5. Недавно были введены новые стандарты для питьевой воды, но реально их достичь невозможно через экономические и технические проблемы.

6. Не существует обязательной непрерывного экологического образования для всех возрастных групп в детских садах, школах и вузах, что отдаляет перспективу внедрения принципов устойчивого развития в водное хозяйство, защиты водных ресурсов и водопользования в Украины.

7. Через отсутствие экологического образования, политики повышения уровня информированности населения и отсутствие механизмов экономического регулирования, индивидуальные потребители не имеют стимулов к участию в защите водных ресурсов и их бережного потребления.

8. Развитие экономических инструментов в Украине проходит очень медленно, хотя излишнее потребление питьевой воды превышает национальные стандарты (300 литров на человека в сутки) в среднем в 2 — 3 раза, или в 5 — 6 раз — стандарты ЕС.

9. Но избыточное потребление питьевой воды связано не только с индивидуальными потребителями, это является также следствием потерь воды в трубопроводах сетей водоснабжения.

3.2 Характеристика и качество очистки воды

Проблема питьевой воды в Украине — общенациональная. Количество и качество воды из водопровода является сущностью данной проблемы. Водогосподарська деятельность на территории Украины ведется экстенсивным способом с экологически опасным использованием водных объектов, что приводит к все большему их загрязнения. Неудовлетворительное состояние водных объектов — одна из главных причин низкого качества воды.

Следует отметить, что лучший метод обеспечения безопасности питьевой воды охрана источников водоснабжения. Но их качество ухудшается. В реки, водохранилища, озера и пруды сбрасывают стоки около 2800 объектов, из них без очистки или с очисткой, что не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям более, чем 40 %. По бассейна Днепра, который является основным источником водоснабжения для около 30 млн. человек, очистки сточных вод до нормативных концентраций обеспечивается только в 1/4 случаев Наблюдается бактериальное загрязнение источников как централизованного, так и децентрализованного водоснабжения. Ежегодно четверть исследованных проб из поверхностных водоемов не соответствует гигиеническим нормам.

По результатам химического анализа питьевой воды, отобранной из крана обычной квартире в центре города Киева по инициативе посольства Австрии в Украине, содержание такого пестицида, как линдан (потенциально-опасные вещества) в 70 раз превышает его содержание в воде реки Рейн, сточной канаве Западной Европы 70-тех лет.

В результате хозяйственной деятельности продолжается интенсивное загрязнение подземных вод. Сформировались крупные очаги загрязненных подземных вод: в районе Днепропетровска — Днепродзержинска — сточными водами металлургической и химической промышленности; Кривого Рога — шахтными водами и стоками металлургических заводов; Житомир-Ровно — сточными водами предприятий химической и легкой промышленности.

Отдельно нужно отметить проблему питьевой воды в сельской местности, в агропромышленных комплексах. Постоянное применение минеральных удобрений и пестицидов, во многих случаях неконтролируемое, приводит к загрязнению водных объектов их остатками. Особенно остро встает проблема выноса пестицидов весной, что связано с паводком и стоком.

Представленные данные Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) свидетельствуют о том, что более 80 % всех заболеваний человека напрямую связано с употреблением некачественной воды, в состав которой входят разнообразные вещества, которые могут вызвать токсические эффекты, в том числе мутагенные и канцерогенные и более миллиарда человек на Земле не получают достаточного количества пригодной для употребления воды. И в связи с этим, становится очень важным сделать оценку нанесения вреда от употребления такой воды организма человека, который на 80 % состоит из воды.

Гигиенические требования, определяющие пригодность воды для питьевых целей, включают:

ü безопасности в эпидемическом отношении;

ü безвредности химического состава;

ü благоприятные органолептические свойства;

ü радиационную безопасность.

На Украине в чрезвычайно плохом состоянии находится водопроводная сеть, а централизованным водоснабжением сегодня обеспечивается более 80 % населения Украины.

Количество аварий на ней на порядок превышает соответствующий уровень в странах Европы. Состояние водопроводных очистных сооружений такой, что часть загрязнителей может не удаляются из воды, особенно когда их содержание превышает ПДК.

Ежегодно до 10% исследуемых проб из водопроводных сетей не соответствует гигиеническим нормативам по органолептическим свойствам, общей минерализацией, содержанием химических веществ выше ПДК.

Практически каждая восьмая проба питьевой воды из сельских водопроводов и каждая третья из источников децентрализованного водоснабжения не соответствует требованиям по бактериологическим показателям.

Согласно закону Украины «Об обеспечении санитарного и эпидемического благополучия населения» граждане имеют право на безопасную для здоровья и жизни питьевую воду. Однако, на сегодняшний день использование воды в Украине становится опасным для здоровья ее жителей.

Ухудшение качества питьевой воды вызывает повышение уровня заболеваемости населения от употребления некачественной воды, что ведет к снижению работоспособности, сокращение продолжительности жизни, а также приводит к материальных и финансовых потерь в государстве. Но улучшения качества питьевой воды невозможно без внедрения системы рационального водоснабжения и учета воды.

Качество подземных вод в естественных условиях характеризуется достаточным разнообразием и зависит от многих факторов: условий питания и разгрузки подземных вод, глубины залегания водоносных горизонтов, состав водовміщуючих пород. Преимуществом подземных вод для питьевого водоснабжения является более высокая степень их защищенности по сравнению с поверхностными водами. Но загрязнение подземных вод также представляет собой серьезную все возрастающую проблему.

Питьевая вода, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, несет в себе угрозу массовых заболеваний населения, повышенной смертности (особенно детской), обостряет социальную ситуацию. Так, специалисты считают, что именно этот фактор приводит к возникновению и осложнения свыше 70 процентов болезней. В том, что кривые заболеваемости населения раком и атеросклероз неуклонно ползут вверх, является значительная вина загрязненной воды. Целебная жидкость, к сожалению, является крупнейшим источником инфекционных болезней. За последние 5 лет в Украине зарегистрировано 29 вспышек кишечных заболеваний, связанных с употреблением некачественной воды, общее количество заболевших достигло 7,5 тыс. В шести регионах в воде обнаружен холерный вибрион, в большинстве регионов возросла заболеваемость дизентерией, вирусный менингит. А количество случаев вирусного гепатита только за последние 9 месяцев этого года составила 29234. Днепр и Десна — «найжовтушніші» реки на европейском континенте.

Питьевая вода в Украине является значительным фактором риска возникновения дизентерии Флекснера, брюшного тифа и других кишечных инфекций.

Известно также, что высокая степень минерализации питьевой воды, который наблюдается в южной части Украины, дает определенный вклад в заболеваемость болезнями желудочно-кишечного тракта, в т.ч. гастритами, желчнокаменной и мочекаменной болезнью В зонах Украины, эндемичных по различных микроэлементов (I, Zn, Cu, F и т.д.), качество воды, в которой также наблюдается недостаток микроэлементов, влияет на возникновение и течение определенных болезней (Карпатский, Днепровско-Приднепровский регионы, Полесье).

Около 60 % исследованных проб питьевой воды из водопровода по всем регионам Украины не соответствуют требованиям безопасности для здоровья людей.

3.3 Характеристика технологии оборудования для улучшения питьевой воды

Система снабжения населения питьевой водой была сформирована в соответствии Гост 2874-82 “Вода питьевая” при условии соответствия источников водоснабжения I-му классу (чистая вода). Но поверхностные источники, которые были отнесены к 1-го класса, сейчас за несколькими стандартными показателями приблизились к III классу (разбавленные стоки). Технология же очистки воды осталась практически без изменений. Традиционные технологии водоочистки, которые были разработаны в 50-60 годах, не соответствуют настоящему, все менее способны препятствовать поступлению в питьевой воды загрязнений неорганического и органического происхождения. Ситуация еще более обострилась после Чернобыльской катастрофы 1986 года, когда произошло серьезное загрязнение воды (с последующим загрязнением ила) долго живущими радионуклидами.

Неудовлетворительное качество воды в местах водозабора предусматривает меры хлорирования, в ряде случаев хлорирования. Молекулы хлорорганических соединений, попадая с водой до человеческого организма, приводят к токсических эффектов (около 2000 мутагенных, канцерогенных и т.п.). Нет больше сомнений, что хлорорганические соединения провоцируют ряд неспецифических заболеваний, а именно ослабление иммунной системы и репродуктивной функции у женщин и мужчин, врожденные дефекты развития, онкологические заболевания и повышения уровня заболеваний эндокринной и нервной систем.

Одним из наиболее сильных аргументов в пользу применения хлора является необходимость дезинфекции питьевой воды для предупреждения возникновения эпидемических заболеваний (через бактериальное загрязнение воды в последние годы в некоторых регионах Украины имели место вспышки острых кишечных заболеваний). Дезінфектант хлор является одним из наиболее дешевых и эффективных, однако его применения, учитывая негативное влияние на человека и окружающую среду, не желательно. Хлорированная вода — вот основная опасность для генофонда населения Украины. В ней — причина многих болезней, а, следовательно, и вымирание населения. Во всем мире хлорированную воду используют только для технических нужд. А работникам некоторых посольств, расположенных в Украине, запрещено даже мыться ней, настолько она вредна для здоровья. Зато должны прийти более прогрессивные, без хлорные технологии, например, озоновые, которые используются за рубежом.

Среди отраслей района, где половина и более стоков были загрязненными, выделялись угольная промышленность, жилищно-коммунальное и бытовое хозяйство. По сравнению с 1995 годом уменьшились объемы сбросов загрязненных сточных вод на 28 % в Коростышевском районе. Это объясняется уменьшением производства района в промышленном секторе.

Водные объекты забруднювались преимущественно сухими остатками, хлоридами, сульфатами, взвешенными веществами, нитратами, кальцием, натрием, амонійним нітрогеном, магнием, фосфатами, нитратами, нефтепродуктами.

Основным направлением работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологическом процессе.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства — одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В нашей стране широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлении работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные|очищенные| сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать те, сбрасываемых сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности заключается в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздуха позволит сократить на 70-90 % расходы воды в различных отраслях промышленности. В связи с этим вкрайважливими является разработка и внедрение новейшего оборудования, что использует минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимическим очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение ионообменного и мембранных методов для очистки сточных вод.

На реализацию комплекса мероприятий по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, которые достигают 2-4 % национального дохода ориентировочно. Большая часть расходов — расходы на охрану водоемов. Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов|, частично могут быть пониженіза счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, особенно избыточного активного ила, который можно использовать как флокулянт|, точнее біофлокулянту.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов — это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Водоемы Коростышевского района, что контролировались в 2003 году на гидробиологические показатели, как и в предыдущем году, не отвечали фоновом состояния. Более двух третей контролируемых водных объектов находились в состоянии антропогенной экологической напряжения, на остальных — наблюдалась экологическая напряжение с элементами регресса.

Приоритеты

ü Улучшения качества источников водоснабжения.

ü Обновление водопроводно — -канализационной сети.

ü Совершенствование контроля качества питьевой воды.

ü Профилактика заболеваемости гепатитом А и кишечные инфекции.

Гармонизация нормативной и методической документации согласно мировым стандартам.

Можно выделить 2 основных системы водоснабжения промышленных предприятий: прямоточная и последовательная система. При прямоточной системе (рис.3.3) вся собираемая из водоема вода Q_дж после участия в технологическом процессе (в виде отработанной — Q_хр возвращается в водоем, за исключением того количества воды, которая безвозвратно уходит в производстве (Q_пот). Количество сточных вод, отводимых в водоем, составляет :

Q_збр = Q_дж — Q_пот.

 

Q_пот

 

— вода чистая не нагретая

— сточная вода нагрета

Рис. 3.3 Прямоточная система водоснабжения

Следует отметить, что сточные воды в зависимости от вида загрязнений и других условий перед сбросов в водоем могут проходить через очистные сооружения. В этом случае количество сточных вод, сбрасываемых в водоем, уменьшается, поскольку часть воды отводится со шламом (Q_шл). По схеме водоснабжения с последовательным использованием воды (рис.3.4.), которое может быть двух — трехкратным, количество сточных вод, сбрасываемых уменьшается согласно потерь на всех производствах и на очистных сооружениях:

Q_сбр = Q_дж — ( Q_пот1 + Q_пот2 + Q_пот3 )

Q_пот1 Q_пот2

ПП — 1 ПП — 2

ОС Q_шл

Q_дж Q_сбр

— сточная вода не нагретая и загрязнена

— сточная вода очищенная

Рис.3.4 Последовательная система водоснабжения

Повторное использование сточных вод после соответствующего их очистки вступило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей промышленности 90-95 % сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5-10 % — сбрасываемых в водоем.

Q_пот Q_пот Q_пот