Юнгина Ирина Александровна

Факультет экологии и химической технологии

Кафедра прикладной экологии и охраны окружающей среды

Специальность «Экология химических производств»

Мониторинг тяжелых металлов в прудах
г. Макеевки Донецкой области

Научный руководитель: к.т.н., доцент Трошина Елена Анатольевна



Реферат по теме выпускной работы



Содержание

Введение

1. Цель и задачи

2. Актуальность

3. Научная новизна

4. Обзор литературы и разработок по теме

5. Полученные результаты

Заключение

Литература

Водные ресурсы рек и озер в Донбассе весьма скромны. Если при этом учесть небольшое количество атмосферных осадков и высокую их испаряемость, то станет понятным, почему проблема водоснабжения является для края проблемой номер один.

В условиях высокоразвитой промышленности и большого количества населения в Донбассе ежедневно используют большое количество воды. Использование значительных объемов водных ресурсов на производственные потребности, загрязнение поверхностных и подземных источников промышленными и сельскохозяйственными стоками и отходами производств наносят большой вред водным объектам, приводят к истощению водных источников и потери способности к самоочистке.

Донецкая область занимает первое место в Украине по сбросу загрязненных сточных вод. Основными загрязнителями являются предприятия металлургической, химической промышленности, теплоэнергетики. Значительное влияние на формирование качества поверхностных вод оказывают воды шахтного водоотлива.

1. Цель и задачи

Целью работы является изучение существующего состояния прудов г. Макеевки Донецкой области с целью анализа и оценки качества их воды как водоемов культурно-бытового использования.

2. Актуальность

Сброс большого количества неочищенных сточных вод, а также многолетняя аккумуляция загрязняющих веществ в донных отложениях привели к тому, что большинство водных объектов области относится к категории грязных и очень грязных.

Загрязнение природной воды создает угрозу для жизни и здоровья населения, а так же существования биосферы в целом. Поэтому оценка состояния водных экосистем под действием антропогенных факторов является одной из наиболее актуальных задач для охраны поверхностных водных ресурсов.

3. Научная новизна

Впервые проведена оценка качества воды природных водоемов, расположенных на территории г. Макеевки Донецкой области, а так изучение динамики изменения качества воды для рассмотренных водоемов.

4. Обзор литературы и разработок по теме

Мониторинг качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения». Эти правила устанавливают две категории водоемов (или их участков):

  1. водоемы питьевого и культурно-бытового назначения;
  2. водоемы рыбо-хозяйственного назначения [1].

Состав и свойства воды водных объектов первого типа должны соответствовать нормам в створах, расположенных в водотоках на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению, а в не проточных водоемах – в радиусе одного километра от пункта водопользования [2-3]. Состав и свойства воды в рыбохозяйственных водоемах должен соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (наличие течений), а при отсутствии рассеивающего выпуска – не далее, чем в 500 м от места выпуска.

Нормируемые значения параметров воды водоемов:

  1. Содержание плавающих примесей и взвешенных веществ;
  2. Запах, привкус, цветность и температура воды;
  3. Значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного кислорода;
  4. Биохимическое потребление кислорода;
  5. Возбудители заболеваний, концентрация и состав ядовитых и вредных веществ.

Вредные и ядовитые вещества нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.

При нормировании качества воды в водоемах питьевого и культурно–бытового назначения используют три вида ЛПВ:

  1. санитарно–токсикологический;
  2. общесанитарный;
  3. органолептический.

Для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ:

  1. токсикологический;
  2. рыбохозяйственный

Санитарное состояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении соотношения:

где Cim – концентрация вещества i–гo ЛПВ в расчетном створе водоема, мг/дм3, ПДКi – предельно допустимая концентрация i–гo вещества, мг/дм3.

«Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» запрещают:

  1. сбрасывать в водоемы сточные воды, если этого можно избежать (используя рациональную технологию, безводные процессы и системы повторного и оборотного водоснабжения);
  2. если сточные воды содержат ценные отходы, которые можно утилизировать;
  3. если сточные воды содержат сырье, реагенты и продукцию предприятий в количествах, превышающих технологические потери;
  4. если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.

Чрезвычайно важным для состояния водоемов является мониторинг тяжелых металлов. Термин "тяжелые металлы" связан с высокой атомной массой элемента. Эта характеристика обычно отождествляется с представлением о высокой токсичности. Одним из признаков, позволяющим относить металлы к тяжелым, есть их плотность (более 5 г/см3) [4-5].

На организм человека и животных физиологичное действие металлов различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в естественной среде, а также его концентрации [6-9]. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов–токсикантов выделена приоритетная группа. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

Оценка уровня загрязнения водоемов тяжелыми металлами является актуальной проблемой. Это связано с тем, что тяжелые металлы обладают куммулятивностью и токсичностью для всех живых организмов и гидробионтов в частности. Токсичность тяжелых металлов зависит от температуры, pH, жесткости воды, содержания органических веществ. В таблице приведены показатели ПДК для тяжелых металлов в водоемах различного назначения [10-11].

Таблица – Предельно допустимые концентрации некоторых тяжелых металлов в воде водоемов

Наименование вещества Предельно допустимая концентрация, мг/дм3 Класс опасности
для воды хозяйственно–питьевого и культурно–бытового водопользования для воды рыбохозяйственных водоемов (для морей)
медь 1,0 0,001 (0,005) 3
цинк 1,0 0,01 (0,05) 3
свинец 0,03 0,006 (0,01) 2
кадмий 0,001 0,005 (0,01) 2
кобальт 0,1 0,01 (0,005) 2
хром (III) 0,5 0,07 3
хром (VI) 0,05 0,02 3
никель 0,1 0,01 (0,01) 3
марганец 0,1 0,01 (0,05) 3
ртуть 0,0005 0,00001 (0,0001) 1
железо 0,3 0,1 (0,05) 3
молибден 0,25 0,001 2

5. Полученные результаты

Было рассмотрено пять прудов, расположенных на территории города Макеевки: Городской пруд №1 (31–й ставок), 30–й ставок, пруд «Черемушки», Городской пруд «Горки» и пруд «Диво» (старое название «Батман»). По официальным данным, сброс сточных вод в эти водоемы не производится. Но на сегодняшний день имеет место сток загрязненных вод с дачного поселка (пруд «Горки»), непосредственная близость к автомобильной трассе (городской пруд №1 и 30–й ставок) и автозаправочной станции (пруд «Черемушки»), сезонное мытье автомобилей во всех в прудах, кроме пруда «Диво», расположение стихийных свалок вблизи водоемов. Кроме того, на всех прудах, за исключением пруда «Диво», пляжная территория находится в неудовлетворительном состоянии: не завезен песок, отсутствуют урны, пляжное оборудование и питьевые фонтанчики, территории замусорены, их уборка не проводится.

Исследование качества воды водоемов культурно–бытового назначения проводили в период с 2006 по 2011 гг. Для проведения анализа использовали данные систематических исследований, проводимых Макеевской городской СЭС. Контроль проводили по следующим показателям: запах, наличие плавающих примесей, содержание взвешенных веществ, водородный показатель pH, растворенный кислород, биохимическое потребление кислорода (БПК полное), химическое потребление кислорода (ХПК), возбудители заболеваний, содержание железа, хлоридов, аммиака, нитритов, нитратов, фенолов, роданидов, нефтепродуктов. Результаты анализа воды прудов г. Макеевки изображены на рисунке:

Результаты анализа воды прудов г. Макеевки

Заключение

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

  1. Состояние прибрежных территорий рассмотренных поверхностных водоемов г. Макеевки Донецкой области является неудовлетворительным, за исключением пруда «Диво».
  2. Анализ литературных данных и материалов санстанции, а также исследование территорий водоемов показало, что основными причинами и источниками загрязнения прудов являются: систематическое загрязнение воды фекальными сбросами и азотосодержащими веществами с близлежащих домов, сельхозугодий и конной базы близость прудов к дороге городского значения, мытье автомобилей в ставках, наличие рядом крупной автозаправочной станции, близость к коксохимическому заводу ЗАО «Макеевкокс», Макеевскому металлургическому комбинату и шахте им. Бажанова.
  3. Использование рассмотренных водоемов (кроме пруда «Диво») в культурно-бытовых целях нецелесообразно.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2011 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Литература

  1. Лукашевич О.Д. Экологические и технологические аспекты оценки качества природних вод для производственного и хозяйственно–бытового использования // Вода и экология, 2007. – Т. 1, вып. 1. – С. 3–16
  2. Felfoldy L. J. M. A new system for the biological qualification of water // research in water quality and technology. – Vol.3. Research center for water resources development. III Institute for water pollution control. – Budapest, 1976. – 37 p.
  3. Felfoldy L. J. M. A biological vizminosites. 3 Javitott es bovitett kiadas // Vizugyi hidrobiologia, 9 kotel. – Budapest, 1980. – 263 p.
  4. Статистичний щорічник Донецької області за 2008 рік. – Д., 2009. – 100 с.
  5. Ободовський О.Г. Гідролого–екологічна оцінка руслових процессів: (на прикладі річок України). –К.: Ніка–центр, 2006. – 274 с.
  6. Общественный экологический Internet-проект EcoLife [электронный ресурс]. – Режим доступа:
    http://www.ecolife.org.ua/index.php
  7. Пельтихин А.С. Особенности рек Донбасса и рекреация. Сб. материалов научно-практической конференции «Туризм – перспективная отрасль экономики Украины». – Донецк, 1995. – С. 123–124.
  8. Паладий И.П., Молодан Г.Н. Социально-экономические аспекты сохранения аборигенной биоты реки Кальмиус. Конференция ДонНТУ, 2004. – с. 17–21.
  9. Программа восстановления и поддержания чистоты и водности малих рек Донецкой области/ под ред. Яцика А.В. – Донецк, 1999. – 415 с.
  10. Сафронова Н.С., Веницианов Е.В. и др. Комплекс аналитических методов для определения содержания и форм существования тяжелых металлов в природных водных объектах. //Водные ресурсы. Т.24. № 4, 2007. – с. 477 – 485.