ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Широкий круг превращений в водной среде проходит мышьяк. В морской среде происходит его восстановление и метилирование с образованием монометиларсониевой и диметиларсиновой кислот. Причем скорость превращения коррелирует с первичной продукцией экосистемы. В высокопродуктивных экосистемах до 80% общего мышьяка находится в превращенных формах. В процессе метилирования мышьяка могут образовываться чрезвычайно токсичные ди- и триметиларсины.
В значительной степени на качество питьевой воды оказывает процесс хлорирования, предназначенный, как известно, для повышения гигиенического и бактериологического качества воды. В результате хлорирования изменяется химический состав и реактивность присутствующих в исходной воде веществ. Образующиеся при этом хлорорганические соединения обладают повышенной токсичностью, канцерогенностью и аллергенностью.
Одним из наиболее типичных представителей летучих хлорорганических веществ является хлороформ. Хлороформ – это вещество с отчетливым сладковатым запахом, обладает нефротоксическим и кардиотоксическим действием; потенциальный канцероген для человека. При хлорировании воды хлороформ образуется за счет взаимодействия свободного хлора с органическими соединениями природного (продукты распада гумуса) и антропогенного происхождения. На долю хлороформа приходится до 80% образующихся в воде хлорсодержащих углеводородов. Содержание хлорированных углеводородов в воде колеблется в пределах 1…100 мкг/л. Хлороформ может поступать в организм человека не только с питьевой водой, но и во время купания в бассейне или ванне. Избыточное хлорирование воды в закрытых бассейнах приводит к поступлению хлороформа в воздух, вместе с которым он будет попадать в организм при дыхании. Практически экспозиции хлорорганическими соединениями подвергаются все, кто пользуется услугами нынешней системы питьевого водоснабжения, однако существуют значительные различия в степени экспонирования в зависимости от таких факторов, как местная очистка воды, особенности потребления воды и разнообразие систем очистки и распределения.
При окислении гуминовых веществ образуются канцерогенные соединения, химическое строение большинства из которых не установлено до сих пор. Некоторые органические вещества могут превращаться в хлорорганические соединения, напоминающие по биологическому действию пестициды. Фенолы ухудшают органолептические свойства воды, причем запах образующегося хлорфенола ощущается даже тогда, когда исходная концентрация фенола ниже порогового уровня (определяемого по запаху). В ходе окисления 3,4-бензпирена
образуются такие токсичные продукты, как 5-монохлор-3,4-бензпирен и 3,4-бензпирен-хинон; при этом хлор окисляет лишь 13…20% присутствующего в воде 3,4-бензпирена.
Устойчивость хлорсодержащих органических соединений к процессам распада повышается с увеличением содержания хлора. Устойчивость негалогенированных соединений повышается с увеличением разветвленности углеродных цепей.
При хлорировании воды, содержащей примеси растворенных метаболитов сине-зеленых водорослей, эти примеси в первые часы их анаэробного разрушения могут трансформироваться в токсичные соединения. В частности, присутствующая в хлорируемой воде аминокислота триптофан превращается в дурно пахнущие индол (до 3 мг/л) и скатол (около 2 мг/л).
Подобным образом происходит трансформация содержащихся в воде липидов и их производных. В хлорируемой воде обнаружено до 10-ти жирных кислот, из которых образуются соединения, обладающие как ароматичностью, так и высокой токсичностью.
Гидролиз в водной среде малотоксичного уротропина приводит к образованию формальдегида, обладающего высокой токсичностью (канцероген) и цитогенетической активностью. ПДК по формальдегиду составляет 0,05 мг/л, а для уротропина – 0,5 мг/л.
В илистых отложениях водоемов реакции проходят в других условиях. Независимо от того, протекают реакции с участием биологических процессов или нет, они носят восстановительный характер. При этом хлорсодержащие соединения частично или полностью теряют хлор, а нитрогруппы могут восстанавливаться до аминогрупп.
При хлорировании горячей воды в системе может идти реакция:
Если токсичность роданида калия сравнительно невелика, (ПДК=1 мг/л, в крови человека содержится около 1,3 мг KCNS в 100 мл), то хлорциан – это ОВ, его раздражающая концентрация равна 0,002 мг/л, непереносимая – 0,06 мг/л, а концентрация 0,4 мг/л в течение 10 мин вызывает смертельный исход.
5.4. Предельно допустимые сбросы и их расчет
Сточные воды, содержащие загрязняющие вещества, могут поступать в водные объекты различными путями: непосредственно в результате стока с территории предприятия и населенного пункта, через канализационные системы с дальнейшим поступлением на общегородские очистные сооружения, через собственные организованные водовыпуски без очистки или очисткой на локальных и внеплощадных очистных сооружениях. Кроме того, вода водоемов и водотоков может загрязняться сбросами транспорта, в том числе аварийными.
Как и в случае с разбавлением газопылевых выбросов в атмосферном воздухе, разбавление сбросов в акваториях должно обеспечивать соблюдение условия СПДК в установленном створе или на участке водопользования. Данная задача решается за счет нормирования загрязняющих веществ в сточных водах, т.е. установления ПДС – предельно допустимых сбросов. ПДС устанавливается для каждого предприятия и для каждого вредного вещества (с учетом эффекта суммации). Если сброс осуществляется в городскую канализацию, то вместо ПДС устанавливаются концентрации вредных веществ в сточных водах, имеющие смысл ПДС с учетом того обстоятельства, что далее эти воды будут поступать на общие городские очистные, для которых существуют ПДС на сброс сточных вод в зависимости от категории водного объекта. Для водного транспорта установить ПДС практически невозможно, и здесь действуют ограничения, налагаемые специальными документами органов здравоохранения, в частности «Санитарными правилами для судов внутреннего плавания».
Обеспечение ПДС и является конкретной задачей предприятия. Решается она с помощью инженерно-технических или организационных мероприятий. Таким образом, если ПДК является нормативом на содержание загрязняющих веществ в природной среде, то ПДC – нормативами на их поступление, но при этом ПДС является функцией от ПДК.
ПДС вредного вещества – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. ПДС устанавливается с учетом ПДК вредных веществ в местах водопользования, фоновой концентрации, ассимиляционной способности водного объекта и оптимальным распределением массы сбрасываемых веществ.
Ассимиляционная способность водного объекта – это его способность принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контрольном створе (пункте) водопользования. Иногда она рассматривается как способность водного объекта к «самоочищению».
При поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности и с учетом примесей, поступающих в него с вышерасположенных по отношению к данному предприятию выпусков, должен учитываться эффект суммации.
Величина ПДС (г/с, г/ч или т/год) с учетом требований к составу и качеству воды в водном объекте определяется как произведение наибольшего расхода сточных вод (обычно средне часового) q
ст (м3/ч) и разрешенной предельной концентрации вредного вещества в сточных водах Сст.пред, (г/м3).
Таким образом, фактический сброс Мфакт вредного вещества сопоставляется с ПДС:
Мфакт.ПДС, (5.2)
где Мфакт.=qстСст ПДС=qстСст.пред. (5.3)
Отсюда видно, что важнейшей величиной, необходимой для установления ПДС, является Сст, поскольку сам по себе объем сточных вод значения не имеет. Поэтому в ряде случаев на предприятиях создается иллюзия охраны окружающей среды за счет сокращения водопотребления и объемов сбросов, например, при включении водооборотных систем. Если же при этом технологии не меняются, то фактическая масса сбрасываемых вредных веществ остается постоянной и загрязнение воды не уменьшается.
Величину концентрации Сст при сбросе сточных вод в черте города принимают на уровне, не превышающем ПДК, установленной в местах водопользования.
Концентрацию взвешенных веществ в сточных водах Сст определяют, исходя из величины концентрации взвешенных веществ в водном объекте до места сброса СВ по формулам:
1. для хозяйственно-питьевого водопользования и рыбохозяйственного (для ценных рыб) концентрация взвешенных веществ в сбросах должна соответствовать
(5.4)
2. для других рыбохозяйственных целей и культурно-бытового водопользования
(5.5)
Величину ПДС по минеральному составу определяют по формуле (5.3) для хозяйственно-питьевого водопользования при концентрации минеральных веществ по сухому остатку Сст не более 1000 мг/л.
Величину ПДС по полному биохимическому потреблению кислорода БПКполн также определяют по формуле (5.3).
5.5. Определение условий спуска сточных вод в водоемы
Контроль и управление качеством воды в водоемах предусматривает решение таких задач: 1) определение необходимой степени очистки сточных вод; 2) установление достаточной степени разбавления сточных вод для того, чтобы в пункте водопользования примеси рассеивались до безопасных концентраций; 3) прогнозирование качества воды на отдаленную перспективу. Эти задачи решают для водотоков и непроточных водоемов. Рассмотрим это для водотоков.
Для расчета средней концентрации загрязнений одного показателя вредности, при наличии нескольких потоков сточных вод, нужны данные о расходе каждого потока qi и содержания в нем примеси Сi:
(5.6)
Сравнивая расчетное значение Сср и необходимую глубину очистки, выбирают соответствующий метод обезвреживания сточных вод.
Балансовое уравнение смешивания сточных вод с природными записывают в таком виде:
(5.7)
где q – расход сточных вод, м3/сутки; Q – наименьший среднемесячный расход воды в реке, м3/сутки; Сст – допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л; Ср – концентрация того же загрязняющего вещества в реке, мг/л; СПДК – санитарный норматив загрязняющего вещества в воде водоема, мг/л; γ – коэффициент смешивания сточных вод с водой реки.
Решая уравнения относительно Сgст получим выражение
(5.8)
что дает возможность определить допустимую концентрацию загрязняющих веществ в сточных водах перед сбросом водоем и определить необходимую степень очистки Е по формуле:
Е = 100 (Сфст–Сст)/Сст, (5.9)
где Сст – фактическая концентрация загрязнителя в сточных водах, мг/л.
В случае сильного загрязнения воды водоема, то есть при СрСПДК, уравнение (5.8) приобретает вид
(5.10)
В этом случае требования к стокам будут такими же, как к водоему в месте сброса сточных вод (в расчетном створе).
Вторая задача – определение максимальной предельной концентрации полютанта (Сmax), которую можно допустить в стоках перед сбрасыванием (ПДК в пункте водопотребления). Ее значение определяют по формуле
(5.11)
Итак, С