«ВЛИЯНИЕ СБРОСА СТОЧНЫХ ВОД НА КАЧЕСТВО ВОДЫ РЕКИ БЕЛАЯ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, СОСТОЯНИЕ ВОДНОЙ СРЕДЫ БАССЕЙНА Р. БЕЛАЯ 6

1.1. Характеристика водного бассейна р. Белая 6

1.2. Качество поверхностных вод в бассейне р. Белая 9

1.3. Водопотребление и водоотведение 12

ГЛАВА 2 СОСТОЯНИЕ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, ПОСТУПАЮЩИХ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ В Р. БЕЛАЯ 17

2.1 Общее состояние очистки сточных вод и очистных сооружений 17

2.2 Пути решения предстоящих задач и выводы 22

ГЛАВА 3 МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 28

3.1 Механическая очистка 28

3.2 Химический метод 29

3.3 Физико-химический метод 32

3.4 Биологический и биохимический методы очистки 35

ГЛАВА 4 МЕТОДИКА, МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39

4.1. Оценка эколого-гидрологического риска 39

4.2. Анализ межгодовой динамики изменения качества речных вод бассейна р. Белая 41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48

Список литературы 50

---

Введение

Охрана окружающей среды - одна из важнейших проблем человечества, поскольку от ее решения зависит жизнь людей, их здоровье и благополучие.

Сточные воды - один из источников загрязнения окружающей среды. Важность этой проблемы растет с каждым годом прямо пропорционально росту населения и увеличению потребления (Решетников, 2006; Силантьев, 2017).

В большинстве случаев загрязнение пресной воды остается невидимым, поскольку загрязняющие вещества растворяются в воде. Но есть исключения: вспенивающиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные сточные воды. Есть несколько природных загрязнителей. Соединения алюминия, обнаруженные в земле, попадают в систему пресной воды в результате химических реакций. Наводнения вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам (Рабинович, 2005; Миркин, 2010; Изжеурова, 1993).

Однако объем естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимым человеком. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых входят новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные токсичные тяжёлых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, лекарственные препараты и гормоны, которые также могут попасть в питьевую воду. Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти (Афанасьева, 2014; Фатхутдинова, 2013; Трифонов, 2006)

Актуальность темы. В последние годы проблема сточных вод приобретает все большую остроту и актуальность во всем мире, в том числе и в Российской Федерации. В процессе хозяйственной деятельности современное общество потребляет все немалые количества воды, большая часть которой в результате становится загрязненной самыми различными веществами. При их попадании в окружающую среду экологии наносится огромный ущерб, и поэтому они подлежат обязательной очистке. Чтобы ее обеспечить в должной мере, необходимо использовать специальное оборудование и технологические комплексы, с помощью которых достигаются установленные нормативы загрязнения стоков, определенные в соответствующих документах (Трифонов, 2006; Тангиев, 2006).

Степень изученности проблемы. Анализ современного состояния проблемы диффузного загрязнения реки Белой и их устойчивости к различным загрязнителям в регионе показал недостаточную степень изученности, отсутствие количественной оценки и прогноза поступления загрязняющих веществ со склоновым стоком. Это и определило выбор темы работы, ее цели, задачи, структуру и содержание (Силантьев, 2017).

Практическая значимость ВКР.

- Количественная оценка организованных источников загрязнения речных вод необходима для регулирования хозяйственной деятельности в республике Башкортостан и бассейнах рек, планирования природоохранных мероприятий (Силантьев, 2017);

- Количественная оценка и прогноз поступления загрязняющих веществ путем диффузии с территорий, подверженных разной степени загрязнения, позволяет дифференцировать территорию по степени антропогенной нагрузки с целью регулирования хозяйственной деятельности в речных бассейнах и планирования природоохранных мероприятий (Силантьев, 2017);

- Зонирование территории по степени устойчивости речных вод к нефтяному загрязнению важно при управлении водным хозяйством в бассейне (регионе), для прогнозирования и мониторинга качества воды, получения фоновых значений при расчете массы загрязняющих веществ, попадающих в водные объекты с сточными водами, принятие мер по предотвращению загрязнения водных объектов, при составлении раздела ОВОС проектов по конкретному виду деятельности. Результаты работы можно использовать в разных сферах. (Афанасьева, 2014; Трифонов, 2006; Силантьев, 2017).

Объектом исследования речные водосборы, стокоформирующие комплексы (СФК), источники загрязнения р. Белая.

Предметом исследования процессы формирования качества речных вод в условиях функционирования промышленности на территории Республики Башкортостан.

Целью является оценка влияния природно-хозяйственных особенностей на формирование качества поверхностных вод в бассейне р. Белая.

Задачи исследования:

- Оценить влияние природно-хозяйственных особенностей на формирование качества поверхностных вод в бассейне р. Белая;

- выявить роль организованных и неорганизованных источников в загрязнении речных вод бассейна р. Белая;

- систематизация и углубление теоретических и практических знаний в этой области, и их применение при решении конкретных практических задач;

Методы исследования:

Метод анализа гидрологического риска, метод химического анализа состава вод; методы очистки сточных вод.

Структура данной работы состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и источников. Список литературы и источников включает 50 наименований.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, СОСТОЯНИЕ ВОДНОЙ СРЕДЫ БАССЕЙНА Р. БЕЛАЯ

1.1. Характеристика водного бассейна р. Белая

Длина реки составляет 1430 км, площадь бассейна примерно 142 тыс. км2, общее падение 702 метра. Питание преимущественно снеговое.

У города Стерлитамак 80% годового стока приходится на весенний (апрель— июнь), 15% — летне-осенний (июль—ноябрь) и 5% — на зимний (декабрь—март) периоды (О состоянии поверхностных водных объектов, водохозяйственных систем и сооружений на территории РБ, 2017).

У города Уфа весенний сток снижается до 64%, летне-осенний увеличивается до 26%, зимний — до 10% (из-за гидрометеорологических условий и влияния водохранилищ на р. Уфа и её притоках) (Антипанова, 2005).

Среднегодовой расход воды (м3/с): у базы отдыха “Арский камень” — 17, у города Стерлитамак — 129, ниже устья р. Сим — 348, у города Уфа — 760, в устье — 930 (Трифонов, 2006) (Уразаева, 2002) (Зинченко, 2002).

По характеру физико-географических условий бассейн делится на горную часть (от истока до г. Мелеуз), горно-предгорную (до г. Уфа) и равнинную (до устья) (Комарова, 2010) (Уразаева, 2002) (Зинченко, 2002).

Горная часть представлена хребетами Уралтау, Крака, Баштау, Юрматау и др., сложена кварцитопесчаниками, песчаниками, алевролитами, доломитами, известняками, сланцами, ультраосновными и основными породами среднего, верхнего рифея и палеозоя (Афанасьева, 2014) (Зинченко, 2002).

Горно-лесные серые почвы развиты под светлохвойными и широколиственными лесами. Река Белая в верховьях течет по невысокой заболоченной долине в юго-западном направлении. Ниже стр. Тирлянский, Белорецкий район, долина резко сужается, на отдельных участках побережья довольно крутая, крутая, расчлененная боковыми долинами притоков и покрытая лесами. От города Белорецка до устья реки Кан Белая долина прорезает западное крыло Зилаирского синклинория. Ниже, до села Сыртланово Мелеузовского района, река протекает по глубокой долине, ширина которой составляет 200-500 м с крутыми, крутыми, иногда крутыми коренными берегами высотой 150-200 м. 100 пещер, в том числе Шульган-Таш). В горно-предгорной части (от Мелеуза) р. Белый меняет направление на север. Левобережье представлено лесостепными и степными лесами, правый берег - смешанными лесами на низкогорных хребтах. Ниже устья реки Уфы Белая пологая река. Течет по обширной пойме (местами до 16 км), извивается и разрывается на ответвления. (Афанасьева, 2014) (Зинченко, 2002).

В низовьях лесистость составляет 7—10%. Средний уклон равен 2,8% у истока, в нижнем течении 1,0% в ср., 0,6% (Антипанова, 2005) (Тангиев, 2006).

Исток реки находится в болотах к востоку от горы Иремель, второй по величине вершины Южного Урала, расположенной в северо-восточной части Белорецкого района Республики Башкортостан. Он начинается у подножия хребта Аваляк на высоте 750 метров, недалеко от села Новохусаиново Учалинского района. В верховьях берега Белой заболочены. Ниже села Тирлянская долина резко сужается, на некоторых ее участках склоны крутые, крутые, покрытые лесом. Ниже впадения правого притока реки Нугуш, по мере выхода на равнину, долина постепенно расширяется; После впадения в Уфу, река Белая - типично равнинная река (Мочалова, 2000; Калинин, 2001).

Протекая по обширной пойме, река образует много излучин и разбивается на рукава. Правый берег обычно более возвышен, чем левый.

Питание реки, главным образом, снеговое. Средний годовой расход воды у Бирска составляет 858 м3/с, в устье равна 950 м3/с. Река замерзает во второй половине ноября, а вскрывается — в середине апреля (Гогина, 2010).

Около 60 % годового стока проходится на весеннее половодье (в среднем 75-80 дней). Средняя дата начала половодья: 10-12 апреля, окончания: 20-23 июля. Во время половодья мутность достигает 900-910 мг/л (в остальное время около 50-60 мг/л) (Афанасьева, 2014; Комарова, 2010; Гашев, 1998).

Притоки длиной более 100 км: Ашкадар, База, Бирь, Быстрый Танып, Дёма, Зилим, Сюнь, Узян, Уршак, Уфа, Кармасан, Куганак, Нугуш, Сим, Чермасан (Красногорская, 2006; Фатхутдинова, 2013; Рабинович, 2005).

Река Белая (включая затоленную устьевую часть) протекает по территории или по границе следующих районов: районы Башкортостана — Архангельский, Аургазинский, Белорецкий, Бирский, Благовещенский, Бураевский, Бурзянский, Гафурийский, Дюртюлинский, Иглинский, Илишевский, Ишимбайский, Кармаскалинский, Краснокамский, Кугарчинский, Кушнаренковский,

Куюргазинский, Мелеузовский, Стерлитамакский, Уфимский, Учалинский, гор. округ Агидель, гор. округ Кумертау, гор. округ Салават, гор. округ Стерлитамак, гор. округ Уфа; Актанышский район Татарстана; Каракулинский район Удмуртии.

Города на Белой (от истока): Белорецк, Мелеуз, Салават, Ишимбай, Стерлитамак, Уфа, Благовещенск, Бирск, Дюртюли, Агидель (Тангиев, 2006).

По данным водного госреестра России относится к Камскому бассейновому округу, водохозяйственный участок реки — Белая от истока до водомерного поста Арский Камень, речной подбассейн реки — Белая. Речной бассейн реки — Кама (Антипанова, 2005) (Красногорская, 2006).

Код объекта в государственном водном реестре — 10010200112111100016731(Тангиев, 2006; Трифонов, 2006).

1.2. Качество поверхностных вод в бассейне р. Белая

Качество водных ресурсов Башкортостана, в частности качество воды в реке Белая, формируется под влиянием сбросов промышленных сточных вод. (Хасанова и др., 2014; Aris P. Georgakakos, 2006; Малмыгин, 2009).

Чаще всего от предприятий нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической, металлургической, машиностроительной промышленности и сточных вод населенных пунктов. Свою долю загрязнения вносят смывы с территорий населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий. Типичные

загрязнители для реки. Соединения марганца, никеля, меди, железа, а также нефтепродуктов, соединения азота имеют белый цвет. Промышленные и коммунальные предприятия в городах Уфа, Стерлитамак и Салават оказывают наибольшую нагрузку на поверхностные водные объекты, на которые приходится 77% объема сбрасываемых в водные объекты сточных вод и 93% массы сбрасываемых с ними загрязняющих веществ по республике. Башкортостана. Канализационные системы городов и предприятий являются основными загрязнителями водных объектов. Объем сброса загрязненных сточных вод составляет 155 млн м3 / год, а сбросы тепловой энергии в реки - 140 млн м3 / год. Более 33% от общего объема сточных вод приходится на очистные сооружения жилищно-коммунального хозяйства Уфы. (Антипанова, 2005) (Красногорская, 2006) (Галимова, 2020) (Малмыгин, 2009).

Помимо организованного сброса сточных вод, существует также сброс поверхностных сточных вод. Территория города является одним из факторов формирования поверхностного стока. Он оказывает существенное влияние на химический состав поверхностных сточных вод. Для городской экосистемы образование поверхностного стока является одним из механизмов самоочищения, а для рек, наоборот, одним из основных загрязнителей (Хасанова и др., 2014) (Красногорская, 2006) (Aris P. Georgakakos, 2006).

В крупных промышленных городах и мегаполисах поверхностный сток формируется в основном в период обильных дождей и снегопадов, таяния снега и является основным источником загрязнения воды. Ливневые стоки достаточно загрязнены и должны проходить хотя бы первичную механическую очистку - отделение крупных взвесей, но такие мероприятия проводятся относительно редко или не проводятся вовсе (Aris P. Georgakakos, 2006).

---

Заключение

Проанализировав все возможные источники информации по исследуемой проблеме, нами была поставлены следующие задачи.

В первой главе работы мы рассмотрели особенности водного бассейна реки Белая и провели аналитический обзор качества воды на различных участках реки. Также провели оценку водопотребления и водоотведения в крупных городах республики.

Во второй главе оценили состояние систем очистки сточных вод на предприятиях республики Башкортостан и рассмотрели пути рационального использования водных ресурсов. Инновационным направлением является система закрытого водооборота внутри промышленных предприятий. Выяснили вклад различных предприятий на сброс вредных химических веществ в р. Белая.

В третьей главе рассмотрели основные стадии очистки сточных вод различных типов и их комбинирующие методы.

В четвертой главе провели оценку эколого-гидрологического риска в городах Уфа, Стерлитамак, Белорецк и Бирск. Также решили проблему районирования составив соответствующую карту по степени остроты эколого-гидрологического риска.

Использование водных ресурсов в связи с быстрыми темпами индустриального развития, ростом и повышением санитарного благоустройства населенных мест с каждым годом значительно возрастает. Большая часть потребляемой воды сбрасывается в водоемы в виде сточных вод. Поэтому организация и выполнение необходимых мероприятий по борьбе с загрязнением поверхностных вод сточными водами является одним из важнейших условий дальнейшего улучшения санитарного состояния населенных пунктов и благоустройства городов, и рационального природопользования.

Предотвращение загрязнения водных объектов сточными водами, а также охрана поверхностных вод от загрязнения сточными водами — это важнейшие задачи, которые стоят перед современным обществом. Их эффективное и комплексное решение возможно только с использованием передовых технологий очистки стоков и современного оборудования.

---

Список литературы

1. Акманов P. X. Причины загрязнения пресных подземных вод районов нефтедобычи Башкирии / P. X. Акманов. - Уфа: БНЦ УрО РАН, 1992. - 122 с.

2. Антипанова Н.А.Влияние предприятий черной металлургии на качество питьевой воды //ЭКИП.-2005.-№11.- С.40-43.

3. Афанасьева (Кулакова) Е.С. Анализ загрязненности хлоридами р.Белой в створах Стерлитамакского района / Е.С. Афанасьева, Е.А. Кантор, В.И. Сафарова, Е.В. Фатьянова // Вода: химия и экология. - 2014. - №6. - С. 14-20.

4. Афанасьева (Кулакова) Е.С. Оценка воздействия отходов химического производства на загрязненность поверхностной воды р.Белой хлорид-ионами / Е.С. Афанасьева, В.И. Сафарова // Актуальные проблемы науки и техники: Сб. науч. тр. VII Междунар. науч.-практ. конф. мол. уч. / УГНТУ. - Уфа, 2014. - Т.П. - С. 51-52.

5. Афанасьева (Кулакова) Е.С. Природные и техногенные факторы загрязнения реки Белая хлорид-ионами / Е.С. Афанасьева, В.И. Сафарова, Е.В. Фатьянова // Башкирский химический журнал. - 2014. - №4. - С. 97-103.

+ еще 48 источников

---