Загрязнение окружающей среды сточными водами химико-фармацевтических предприятий

Часто применяются комбинированные  методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.

В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.

Использование сточных вод

Производственные сточные  воды после соответствующей очистки  могут быть повторно использованы в  технологическом процессе, для чего на многих промышленных предприятиях создаются системы оборотного водоснабжения  либо замкнутые (бессточные) системы  водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких-либо вод в водоёмы. Большое народно-хозяйственное значение имеет внедрение технологии комплексной безотходной переработки сырья (особенно на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной и горно-обогатительной промышленности). Перспективны методы физико-химической очистки (коагулирование, отстаивание, фильтрация) в качестве самостоятельных способов очистки или в сочетании с биологической очисткой, а также методы т. н. дополнительной обработки (сорбция, ионообмен, гиперфильтрация, удаление азотистых веществ и фосфатов и др.), обеспечивающей весьма высокую степень очистки сточных вод перед спуском их в водоёмы или при использовании сточных вод в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Эффективны методы термического обезвреживания и переработки высоко концентрированных стоков во вторичное сырьё, а также способ закачки стоков в глубокие, надёжно изолированные подземные горизонты.

Имеющиеся в сточных  водах (преимущественно бытовых) в  значительном количестве вещества, содержащие азот, калий, фосфор, кальций и др. элементы, являются ценными удобрениями для сельскохозяйственных культур, в связи с чем сточные воды используются для орошения сельскохозяйственных земель. Целесообразно обезвреживание сточных вод на станциях биологической очистки производить с подачей очищенных сточных вод на поля. Осадки сточных вод после соответствующей обработки (сбраживание, сушка) обычно используют в качестве удобрений.

Нормативно  чистые воды

Параметры питьевой воды делятся на три группы: органолептические  свойства, показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения.

Органолептические показатели питьевой воды – оценки запаха, вкуса, цвета и мутности, каждый человек может выполнить самостоятельно.

ПДК (предельно допустимая концентрация примесей вредных веществ, которые при превышении норматива  становятся вредными) на бактериальное  загрязнение выглядит следующим  образом: нормативы ЕС, США и ВОЗ определяют, что его вообще не должно быть. Российский стандарт дает такие цифры: не более ста микроорганизмов на один кубический сантиметр и не более трех бактерий типа кишечных палочек в одном литре воды, что в принципе соответствует мировым стандартам.

Нормативы на питьевую воду стран ЕС (Западной Европы) и США, рекомендации Всемирной организации  здравоохранения и отечественные стандарты показаны в таблице (по данным М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006)

Стандарты на питьевую воду в России и за рубежом

В таблице представлены различные группы веществ: легкие и тяжелые металлы (к последним экологи относят многие металлы, например алюминий, титан, хром, железо, никель, медь, цинк, кадмий, свинец, ртуть и др.), неорганические и органические соединения.

Данные обобщены и  наиболее соответствуют российскому  и европейскому стандартам. В нормативах США и ВОЗ органические вещества расписаны подробнее. Так, в стандарте  США перечислено около тридцати видов опасной органики. Самыми детальными являются рекомендации ВОЗ, в которых есть следующие отдельные списки веществ:

-неорганические вещества (в основном тяжелые металлы,  нитраты и нитриты);

-органические вещества (около тридцати), пестициды (более сорока);

-вещества, применяемые  для дезинфекции воды (в основном  различные соединения брома и  хлора – более двадцати);

-вещества, влияющие на  вкус, цвет и запах воды.

Также перечислены вещества, которые не влияют отрицательно на здоровье при предельно допустимых концентрациях в воде – к ним, в частности, относятся серебро и олово.

В некоторых рекомендациях  ВОЗ против некоторых веществ  стоит пометка: Нет надежных данных для установления норматива. Это означает, что работа продолжается, и нужно помнить, что наука знает сотни тысяч соединений, но лишь немногие из них изучены с точки зрения влияния на человеческий организм.

В российском ГОСТе нет  ПДК для ряда веществ, отмеченных в зарубежных нормативах. Требования к качеству питьевой воды в РФ должны соответствовать нормам ГОСТа и новому СанПиНу. В России имеются и другие нормативные документы, в которых приведен список более чем на 1300 вредных веществ и их ПДК. По большинству показателей российский стандарт либо соответствует зарубежным, либо устанавливает нормативы в одних случаях более жесткие, в других более мягкие.

Нормативы на самые ядовитые вещества приведены  в таблице  (данные взяты из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006)

Нормативы на самые ядовитые вещества

Из этих данных видно, что разница в ПДК в нормативах ЕС, США, ВОЗ и России колоссальная – в пять-шесть раз, а в некоторых случаях – в десять, двадцать, сто. ПДК мышьяка у нас такая же, как в США, норматив на бензапирен жестче, чем в Европе и США, и только бензол может являться причиной для сомнений в правильности показателей ГОСТа.

3. Загрязняющие  вещества в сточных водах, их классификация

Загрязнение воды – изменения химического и физического состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие дальнейшее ее употребление. При всех типах водопользования меняются либо физическое состояние (например, при нагревании), либо химический состав воды - при поступлении загрязняющих веществ, которые делятся на две основные группы: со временем изменяющиеся в водной среде и остающиеся в ней неизменными. К первой группе относятся органические компоненты бытовых стоков и большая часть промышленных, например отходы целлюлозно-бумажных предприятий. Вторую группу составляют многие неорганические соли, например сульфат натрия, который используется как краситель в текстильной промышленности, и неактивные органические вещества типа пестицидов.

Источники загрязнения:

Населенные пункты. Наиболее известным источником загрязнения воды, которому традиционно уделяется главное внимание, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. Водопотребление городов обычно оценивают на основе среднего суточного расхода воды на одного человека, в США равного примерно 750 л и включающего воду питьевую, для приготовления пищи и личной гигиены, для работы бытовых сантехнических устройств, а также для полива лужаек и газонов, тушения пожаров, мытья улиц и других городских нужд. Почти вся использованная вода поступает в канализацию. Поскольку ежедневно в сточные воды попадает огромный объем фекалий, главной задачей городских служб при переработке бытовых стоков в коллекторах очистных установок является удаление патогенных микроорганизмов. При повторном использовании недостаточно очищенных фекальных стоков содержащиеся в них бактерии и вирусы могут вызвать кишечные заболевания (тиф, холеру и дизентерию), а также гепатит и полиомиелит. В растворенном виде в сточных водах присутствуют мыло, синтетические стиральные порошки, дезинфицирующие средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов поступает бумажный мусор, включая туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию стекает дождевая и талая вода, часто, с песком или солью, используемыми для ускорения таяния снега и льда на проезжей части улиц и тротуарах.

Промышленность. В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают коммунально-бытовые. Вода выполняет разные функции, например служит сырьем, обогревателем и охладителем в технологических процессах, кроме того, транспортирует, сортирует и промывает разные материалы. Вода также выводит отходы на всех стадиях производства - от добычи сырья, подготовки полуфабрикатов до выпуска конечной продукции и ее расфасовки. Поскольку гораздо дешевле выбрасывать отходы разных производственных циклов, чем перерабатывать и утилизовать, с промышленными стоками сбрасывается громадное количество разнообразных органических и неорганических веществ. Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства). Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек, хотя большая часть стоков нетоксична и несмертельна для человека.

Тепловое загрязнение. Наиболее масштабное однократное употребление воды - производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют "тепловым загрязнением". Против употребления этого термина имеются возражения, поскольку повышение температуры воды иногда приводит к благоприятным экологическим последствиям.

Сельское хозяйство. Вторым основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для орошения полей. Стекающая с них вода насыщена растворами солей и почвенными частицами, а также остатками химических веществ, способствующих повышению урожайности. К ним относятся инсектициды; фунгициды, которые распыляют над фруктовыми садами и посевами; гербициды, знаменитое средство борьбы с сорняками; и прочие пестициды, а также органические и неорганические удобрения, содержащие азот, фосфор, калий и иные химические элементы. Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).