Атмосфера, гідросфера та геосфера міста, Роль поверхневих та підземних вод у формуванні якості
Промислова та муніципальна діяльність у містах веде до значної техногенної трансформації водного балансу на їхній території. Забруднення природних вод промисловими та комунальними стоками є однією з основних форм техногенної деформації міського середовища.
Три основні напрями оцінки забруднення природних вод:
1) визначення складу каналізаційних промислових та муніципальних вод;
2) вивчення стоків з території міста (особливо поширені синтетичні забруднюючі речовини – феноли, нафтопродукти та інших.);
3) гідрогеохімічна оцінка міського середовища – вивчення стану кінцевих ланок водообігу стічних та поверхневих зливових вод, а також донних відкладень, що служать універсальним індикатором техногенного навантаження на водозбори в межах міста.
Сточні води– води, використані на побутові чи виробничі потреби, збагачені додатковими інгредієнтами, полютантами, які змінюють початковий склад забраної води. До стічних вод відносяться не тільки стоки промислових, сільськогосподарських підприємств, а й стоки з територій населених місць (селищ, міст), транспортних систем, родовищ корисних копалин, що розробляються, стоки оброблюваних грунтів і т.д., що утворюються за рахунок площинного змиву атмосферними опадами.
Класифікація стоків.Розрізняють такі стоки:
– побутові (господарсько-фекальні: стоки лазнево-пральних комбінатів, туалетів, лікарень, усі господарські води, використані при миття приміщень, транспортних засобів тощо);
- Виробничі (промислові), використаніу технологічних процесах і скидаються через неможливе подальше використання;
- Дощові (атмосферні), серед яких розрізняють ще й талі.
Баланс постачання хімічних речовин у поверхневому стоку великих міст складається з наступних компонентів (у сумі 100%):
- Стік умовно чистих промислових вод (Cu, Sr);
- каналізаційний стік (Sn, Cr, Cd);
– зливовий стік – опади (Pb, Zn, Mo).
Хорошими індикаторами для низки виробництв є ПАУ. Вони характеризуються зазвичай більшими значеннями коефіцієнта аномальності, ніж кольорові метали.
Сточні води– води, забруднені побутовими покидьками та виробничими відходами та видалені з територій населених місць та промислових підприємств системами каналізації. До стічних вод відносять також води, що утворюються внаслідок випадання атмосферних опадів у межах територій населених пунктів та промислових об'єктів.
Органічні речовини, що містяться в стічних водах, потрапляючи у значній кількості у водойми або накопичуючись у ґрунті, можуть швидко загнивати та погіршувати санітарний стан водойм та атмосфери, сприяючи поширенню різних захворювань. Тому питання очищення, знешкодження та утилізації стічних вод є невід'ємною частиною проблеми охорони природи, оздоровлення навколишнього середовища та забезпечення санітарного благоустрою міст та інших населених місць.
Вони забруднені і здебільшого фізіологічними покидьками та господарсько-побутовими відходами. Виробничими стічними водами є води, використані в різних технологічних процесах (наприклад, для промивання сировини та готової продукції, охолодження теплових агрегатів тощо), а також води, що відкачуються на поверхню землі при видобутку кориснихкопалин.
Виробничі стічні води ряду галузей промисловості забруднені головним чином відходами виробництва, в яких можуть бути отруйні речовини (наприклад, синильна кислота, фенол, сполуки миш'яку, анілін, солі міді, свинцю, ртуті та ін.), а також речовини, що містять радіоактивні елементи; деякі відходи становлять певну цінність (як вторинну сировину).
Залежно від кількості домішок виробничі стічні води поділяють на забруднені, що піддаються перед випуском у водоймище (або перед повторним використанням) попереднього очищення і умовно чисті (слабко забруднені), що випускаються у водоймище (або повторно використовувані у виробництві) без обробки. Атмосферні стічні води – дощові та талі (утворюються внаслідок танення льоду та снігу) води.
Ступінь забрудненостістічних вод оцінюється концентрацією домішок, тобто. їх масою в одиниці об'єму (мг/л або г/куб. м).
Склад побутових стічних вод більш-менш одноманітний; концентрація забруднень у яких залежить кількості витрачається (на одного жителя) водопровідної води, тобто. від норми водоспоживання. Забруднення побутових стічних вод зазвичай поділяють на: нерозчинні, що утворюють великі суспензії (у яких розміри частинок перевищують 0,1 мм) або суспензії, емульсії та піни (у яких розміри частинок становлять від 0,1 мм до 0,1 мкм); колоїдні (з частками розміром від 0,1 мкм до 1 нм); розчинні (у вигляді молекулярно-дисперсних частинок розміром менше ніж 1 нм).
Розрізняють забруднення побутових стічних вод мінеральні, органічні та біологічні. До мінеральних забруднень відносяться пісок, частинки шлаку, глинисті частинки, розчини мінеральних солей, кислот, лугів та багато інших речовин. Органічні забруднення буваютьрослинного та тваринного походження. До рослинних відносяться залишки рослин, плодів, овочів, папір, рослинні олії та інше. Основний хімічний елемент рослинних забруднень – вуглець.
Цей вид забруднень притаманний як побутовим стічних вод, а й деяким видам виробничих стічних вод, які утворюються, наприклад, на м'ясокомбінатах, бійнях, шкіряних заводах, біофабриках тощо.
За своїм хімічним складом вони є органічними забрудненнями, але їх виділяють в окрему групу через санітарну небезпеку, що створюється ними при попаданні у водойми. У побутових стічних водах мінеральних речовин міститься близько 42% (від загальної кількості забруднень), органічних – близько 58%; обважні зважені речовини становлять - 20%, суспензії - 20%, колоїди - 10%, розчинні речовини - 50%.
Кількість побутових стічних вод залежить переважно від норми водовідведення, яка, своєю чергою, визначається ступенем благоустрою будинків.
Склад і рівень забрудненості виробничих стічних вод дуже різноманітні і залежить, головним чином, від характеру виробництва та умов використання води у технологічних процесах.
Кількість атмосферних вод змінюється у значних межах залежно від кліматичних умов, рельєфу місцевості, характеру забудови міст, виду покриття доріг та ін. 1 га. Річний стік дощових вод із забудованих територій у 7–15 разів менший, ніж побутових.
Забруднення водойм є, головним чином, наслідком спуску в них стічних вод промислових підприємств та населених місць. Неочищені стічні води, що містять значні кількості органічних речовин тамікроорганізмів, потрапляючи у водойму (річку, озеро), порушують його природний режим: поглинають розчинений у воді водойми кисень, погіршують якість води, сприяють утворенню відкладень (осаду) на дні, водойми стають непридатними для питного (а іноді й технічного) водопостачання, них гине риба.
Крім того, при забрудненні водойм стічних вод погіршується їх естетичний вигляд і обмежується можливість використання для купання, водного спорту, туризму тощо.
Необхідний ступінь очищення стічних вод та умови спуску стічних вод у водойми регламентовані «Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами». Встановлено два види нормативів якості води у водоймах залежно від характеру їх використання: для водойм питного та культурно-побутового водокористування та для водойм, що використовуються в рибогосподарських цілях. Встановлено також гранично допустимі концентрації речовин у воді водойм. Вони є вихідними щодо умов скидання стічних вод у водойми.
У системах каналізації населених місць очищення стічних вод перед випуском їх у водойми проводиться на очисних спорудах, де видаляються зважені речовини, що містяться в стічних водах, колоїдні і розчинені речовини, осілий осад первинних відстійників і надлишковий активний мул, що утворюється в процесі біологічної очистки та знешкоджуються для подальшої утилізації. У сучасній практиці найбільш повне видалення забруднюючих речовин досягається біологічним очищенням стічних вод.
Виробничі стічні води після відповідного очищення можуть бути повторно використані в технологічному процесі, для чого на багатьох промислових підприємствах створюються системи оборотного водопостачання або замкнуті (безстічні)системи водопостачання та каналізації, при яких виключається скидання будь-яких вод у водойми.
Велике народно-господарське значення має впровадження технології комплексної безвідходної переробки сировини (особливо на підприємствах хімічної, целюлозно-паперової та гірничо-збагачувальної промисловості).
Перспективні методи фізико-хімічного очищення (коагулювання, відстоювання, фільтрація) як самостійні способи очищення або у поєднанні з біологічним очищенням, а також методи так званої додаткової обробки (сорбція, іонообмін, гіперфільтрація, видалення азотистих речовин і фосфатів та ін.), що забезпечує дуже високий ступінь очищення стічних вод перед спуском їх у водойми або при використанні стічних вод у системах оборотного водопостачання промислових підприємств.
Ефективними є методи термічного знешкодження та переробки висококонцентрованих стоків у вторинну сировину, а також спосіб закачування стоків у глибокі, надійно ізольовані підземні горизонти.
Наявні в стічних водах (переважно побутових) у значній кількості речовини, що містять азот, калій, фосфор, кальцій та інші елементи є цінними добривами для сільськогосподарських культур, у зв'язку з чим стічні води використовуються для зрошення сільськогосподарських земель (поля зрошення). Доцільно знешкодження стічних вод на станціях біологічної очистки проводити з подачею очищених стічних вод на поля. Осади стічних вод після відповідної обробки (зброджування, сушіння) зазвичай використовують як добрива.