Экологический мониторинг рек

Комитетом по охране окружающей среды и контролю в сфере благоустройства г. Калуги совместно с ООО Фирма «Экоаналитика» при участии Калужского филиала ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО» продолжилось ведение мониторинга малых рек пригородной зоны г. Калуги.

Оценка экологического состояния рек осуществлялась по 24 показателям. Поступление загрязняющих веществ в водные объекты в 2011 году, по данным Калужского филиала ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по ЦФО», осталось практически на прежнем уровне.

 

 

 

3.Способы преодоления негативного воздействия.

 

.1 Методы очистки сточных вод

 

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

 

3.1.1 Механическая очистка

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. 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.

 

3.1.2 Химическая и физико-химическая очистки

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ.

 

.1.3 Биологический метод

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенеки.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков.

Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

 

3.1.4 Экологизация производства

При экологизации производства обеспечивается включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ. Эти принципиальные направления основаны на цикличности матерьяльных ресурсов и заимствованы у природы где как известно действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными.

Подобно любой экологической системе, где вещество и энергия расходуются экономно и отходы одних организмов служат важным условиемсуществования других, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным законом, и в первую очередь закону круговорота веществ. Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельского хозяйственного производства - создание малоотходной и безотходной технологии. Под безотходной технологией понимают - такой способ производства, при котором наиболее рационально и комплексно используется сырье и энергия таким образом, что бы любые воздействия на окружающую среду не нарушали ее нормального функционирования.

 

3.2 Экологический мониторинг

 

В настоящее время токсичность сбрасываемых вод практически не контролируется методами биотестирования. Полностью отсутствует система биоиндикации качества поверхностных вод. При согласовании уровней химического загрязнения сбросов в водоемы не учитывается их фактическое экологическое состояние, сбросы разрешаются автоматически, лишь бы пополнить казну. Не учитывается реакция живых существ, обитающих в водных экосистемах на долговременное постоянное загрязнение, отсутствуют данные о совместном влиянии загрязнения и других нагрузок на структуру водных сообществ и динамику популяций гидробионтов.

Понимание того факта, что именно биота активно формирует качество воды в реках, отсутствует. Эффективность биологического фильтра в сотни раз превышает эффективность систем, созданных человеком. При нормировании уровней сбросов или иных воздействий совершенно не учитывается текущее состояние экосистемы, степень нарушения ее биоценозов, изменение экологического разнообразия.

На водотоке Оки ведется относительно регулярное наблюдение лишь за ихтиофауной, данные об остальных видах гидробионтов, в том числе и системообразующих, фрагментарны. Биологическую очистку воды, осуществляет целый комплекс живых организмов, популяции которых связаны между собой. Система самоочищения реки работает более эффективно, чем очистные сооружения, созданные человеком. Без контроля за изменениями в системе самоочищения невозможно прогнозирование ситуации и выполнение эффективных мероприятий по улучшению качества этого стратегического ресурса. Ведь многие города Подмосковья используют Оку в качестве питьевого источника.

Создание новой нормативной базы, основывающейся на научно обоснованных природоохранных подходах, практически не ведется.

В настоящее время нет экологически обоснованных минимальных расходов рек и величины минимальных попусков из водохранилищ для обеспечения нормального функционирования водных экосистем.

Поэтому составление реалистичных водных балансов, учитывающих современное состояние экосистем, чрезвычайно затруднено. Существующие водные балансы не дают достаточной гарантии для сохранности биоты в водных экосистемах. Кроме того, нет методик для проведения инвентаризации запасов водных биоресурсов. Государственная система биомониторинга разрушена в самом ее зачатии. Биологические популяционные наблюдения спорадически ведутся лишь учеными - энтузиастами, которые понимают к чему приведет потеря контроля за биологической ситуацией в экосистеме Оки.

Для комплексной оценки экологического состояния реки Оки необходимо создать сеть биологического мониторинга, нужно добавить это главное недостающее звено в систему мониторинга. Это позволит в первую очередь наладить контроль за популяциями системы самоочищения рек - системобразующими видами гидробионтов. Но эта задача на данный момент практически не выполнима для государственных структур.

Между тем, существенную помощь экологическим подразделениями субъектов Федерации могут оказать общественные (народные) сети биомониторинга, высокая эффективность работы которых признана ведущими странами мира. Общественные сети мониторинга ставят перед собой задачу получение силами населения с помощью простых, но эффективных методик, доступных подготовленным школьникам и студентам, независимых данных об экологическом состоянии территорий. Эти сети призваны помочь государственным службам субъектов Федерации, а также экологическим отделам муниципальных образований, получать достоверную биологическую информацию о реальном текущем состоянии экосистем, чтобы оценить реальный уровень нагрузки на экосистемы биологическими методами.

Ведь нормирование нагрузки ведется именно для сохранения биотической части экосистемы. Кроме того, необходимо начать проводить давно назревшую инвентаризацию биологических ресурсов рек.

На данном этапе, поскольку у природоохранных государственных структур практически нет специалистов- биологов и экологов, эту работу на региональном уровне могут и должны возглавить учебные заведения и научные центры.

Основной такой сети являются полевые группы преподавателей ВУЗов и школ, студентов и школьников. С помощью простых доступных методов можно изучать видовой состав, численность, структуру, прежде всего главных, системообразующих видов растений и животных, а также видовой состав и состояние популяций видов- индикаторов состояния окружающей среды.

Такие сети в мире признаны лучшей формой экологического образования населения. В данном случае население конструктивно взаимодействует с властью по вопросам улучшения экологического состояния в регионе, а также непосредственно, через своих представителей ка бассейновых советах, принимает участие в планировании, выполнении природоохранных мероприятий и оценке их эффективности.

 

 

 

4.Расчеты

 

.1 Расчет выбросов вредных веществ от котельной

 

Цель работы: Рассчитать валовые и максимально разовые выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сжигании данного вида топлива в котлоагрегатах котельной.

Вариант 2

В качестве топлива для сжигания в котлах применяют жидкое и газообразное топливо.

 

Таблица. Характеристики котлов

Тип котла Вид топлива  , ккал/кг (МДж/кг)Удельный

Расход топлива B,

кг/ч ( )Удельный Объем уходящих Газов Температура Уходящих газов, Производительность D, Гкал/ч (т/ч)
ДКВР 6.5/13	Газ	8620 (36,090)	525,7	12,7	260	4,16 (6,20)
	мазут	9620 (40,277)	483,2	13,6	260	4,16 (6,20)

 

 

Таблица. Характеристика топлива, применяемого в котлах

Наименование топлива Зольность топлива , %Содержание

серы , %Низшая теплота сгорания

(МДж/кг)Объем продуктов сгоранияПримечание
Мазут сернистый	0,05	0,3	40,277 (9620)	11,48+10,79(α-1)
Природный газ			36,090 (8620)	10,76+1036(α-1)	ρ=0,764

 

N=240 - число часов работы котельной в год

(ч) - время работы котельной в год

- годовой расход топлива

 

Таблица

Мазут сернистый	Природный газ
Годовой расход топлива
(кг) (кг)
Выбросы ангидрида сернистого ( )

Годовой выброс , т/год

- расход топлива, т/год

-содержание серы в топливе, %

; - коэффициенты
0
Удельный выброс , г/с
0
Выбросы окиси углерода (СО)

Годовой выброс , т/год

- вследствие химической неполноты сгорания, где - потери теплоты;

-коэффициент: -при сжигании жидкого топлива, - при сжигании газа;

- потеря теплоты, вследствие механической неполноты сгорания

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг

(кг/т)

(т/год) (кг/т)

(т/год)
Удельный выброс , г/с
(г/с) (г/с)
Выбросы окислы азота

Годовой выброс , т/год

-коэффициент

- удельный выброс окиси азота г/МДж

При сжигании мазута

При сжигании газа

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг

D -паропроизводительность котла, т/ч

Выбросы твёрдых частиц (сажа)

Годовой выброс , т/год

-коэффициент

-коэффициент, учитывающий долю улавливаемых частиц
Частицы сажи не содержатся в природном газе
Удельный выброс , г/с

 

Природный газ более экологически чист и безопасен по сравнению с высокосернистым мазутом. Выбросы вредных веществ при сжигании мазута в котельных примерно в 3 раз больше, чем при сжигании природного газа.

 

4.2 Загрязнение автотранспортом

 

.2.1 Расчет транспортной нагрузки

Цель работы: Определение уровня загрязнения воздуха окисью углерода на улицах города в зависимости от типа улицы, транспортной нагрузки и метеоусловий.

Тип улицы: магистральная улица с многоэтажной застройкой. Продольный уклон 2°.