Инженерно-экологический мониторинг и реальные пути экологического обустройства малых рек

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Инженерно-экологический мониторинг и реальные пути экологического обустройства малых рек

Йошкар-Ола

2017

Введение

Под экологическим обустройством малых рек понимается организация комплекса мероприятий, конечной целью которых является приведение данных водотоков в состояние, пригодное для их использования в хозяйственно-бытовых и рекреационных целях. В настоящее время данная проблема весьма актуальна. С одной стороны, количество малых водотоков огромно. В Российской Федерации их насчитывается свыше 2,5 миллионов. Малые реки являются важной составляющей среды обитания значительной части населения, от их состояния во многом зависит степень социальной привлекательности той или иной территории. С другой стороны, малые реки - это элемент окружающей среды, на котором современный уровень техногенного воздействия сказался наиболее сильно. Вода представляет собой универсальный растворитель, поэтому все загрязнители аккумулируются, прежде всего, в водоемах Отличительной чертой ситуации, складывающейся на малых реках, начиная с конца XIX в., является полное отсутствие контроля за их чистотой. Более того, многие малые реки были на законном основании превращены в промышленные стоки, элементы городской ливневой канализации. Некоторые водотоки полностью или частично были уничтожены.

1. Теория технологии природоохранного обустройства комплексов

В настоящее время решить экологические проблемы малых рек одними только природоохранными мерами невозможно. Необходима разработка и осуществление специальных инженерных мероприятий. Очевидно, что успех данной деятельности возможен только в том случае, если усилия экологов и инженеров объединены в единой программе экологического обустройства. К сожалению, в большинстве случаев, несмотря на многочисленные декларативные заявления, эти работы проводятся практически независимо друг друга. Проекты, предлагаемые специалистами-экологами, почти всегда основываются на мерах ограничения или недопущения негативного воздействия на водоток. Чаще всего предлагается контролировать бытовые и промышленные стоки. Важность данного аспекта несомненна, но эффект от природоохранных программ, основанных исключительно на экологическом контроле, как правило, незначителен. Обеспечить предотвращение загрязнения водотока со стороны прилегающей к нему густонаселенной территории практически невозможно. Не реально также во многих случаях самовосстановление облика реки, сильно измененной вследствие роста населения, изменения характера его основных занятий, урбанизации прилегающей территории и индустриализации региона. Эту проблему можно решить техническим путем. Однако проекты, создаваемые только инженерно-техническими специалистами, также малоэффективны. Недоучет и непонимание экологических факторов приводит к возведению сооружений, функционирование которых не приводит к улучшению экологической ситуации, а само их наличие снижает эстетику ландшафта.

Основной причиной разобщения экологической и инженерной деятельности в деле экологического обустройства малых рек является отсутствие единого взгляда на решение стоящих проблем. Выработка комплексного эффективного пути возможна на основе некоторого компромисса между общими целями природоохранной деятельности и реальными возможностями улучшения окружающей среды путем осуществления специальных инженерных проектов. Для этого необходимо решить ряд концептуальных проблем, которые можно сформулировать в виде следующих положений.

Положение 1.

Можно сформулировать в виде вопроса: в каком виде мы хотим воссоздать ту или иную малую реку? Вопрос этот крайне важен, поскольку определяет направление практической работы в целом. Но обоснованно ответить во многих случаях на него достаточно сложно. В идеальном случае реку следовало бы восстановить в первозданном виде. Но здесь возникает другая проблема: что, собственно под этим понимать. Природные реки не есть что-то навсегда застывшее в определенном состоянии. Их характеристики, и облик постоянно меняются в ходе естественных многовековых климатических изменений, гидрологических и геоморфологических процессов. Кроме того, состояние реки во многом определяется состоянием ее водосборного бассейна. Поэтому, например, если ставится задача вернуть реке облик, который существовал в ХII-ХIII вв., то такая задача нереальна хотя бы потому, что климат и ландшафтные особенности местности в то время были иными.

Как показывает анализ опыта различных стран, наиболее удовлетворительные результаты дает восстановление водотоков на уровне периода, предшествующего индустриальному освоению данного региона. Такие программы включают не только мероприятия, направленные на улучшение качества вод реки, но также на реконструкцию на ней гидротехнических сооружений, традиционных для этого периода. Например, во многих европейских странах восстанавливаются водяные мельницы и мельничные пруды.

Следовательно, обязательным элементом обоснования программ экологического обустройства малых рек является анализ их инженерного обустройства, придававшего им определенный облик в те или иные исторические эпохи. Иными словами, необходимо отследить, как изменялся облик реки за длительный период времени и выявить основные причины этих изменений. Поэтому такая деятельность также может рассматриваться как мониторинг. Ее целесообразно выделить в самостоятельный раздел инженерно-экологического мониторинга и определить как историко-аналитический мониторинг.

Как реально осуществить восстановление или воссоздание малой реки? Существуют различные подходы для практического решения этих проблем, основанные на учете особенностей конкретных водных объектов. В некоторых случаях желаемого эффекта можно добиться относительно простыми средствами. Например, экологическое состояние водотоков, подверженных умеренному бытовому загрязнению, можно значительно улучшить путем искусственного аэрирования застойных участков и расчистки русла.

Однако в большинстве случаев этого недостаточно. На современном этапе принципиальное изменение водосборных бассейнов многих малых рек (сведение лесов, осушение болот, урбанизация территории и др.) привело к практически необратимому снижению их расходов. По этой причине, один из распространенных путей экологического обустройства заключается в увеличении водности малых рек за счет устройства каскадов подпорных сооружений. Это традиционный для различных временных периодов путь, связанный в прошлые века со строительством мельничных плотин и прудов. В наше время более привлекательным является создание каскадов малых ГЭС. Важнейшим аспектом строительства таких сооружений и повышения их экономической эффективности является комплексный подход к решению задач по организации одновременно рекреационных зон отдыха людей и туризма, рыбоводства, производства электроэнергии и т. д. Существуют и иные инженерные решения, способствующие улучшению экологического состояния водотоков (отвод загрязненных притоков в канализационную сеть, строительство локальных очистных сооружений и многое другое). Но, несмотря на все многообразие существующих способов технического решения проблем, их реализация на практике во многих случаях не только не дает положительного эффекта, а, напротив, значительно ухудшает экологическое состояние водотока. Так, подпруживание водотоков хотя и сопровождается желаемым увеличением водности, но на территориях с высокой плотностью населения приводит к образованию своеобразных коллекторов-накопителей промышленно-бытовых стоков и мусора. Для того чтобы инженерно-технические мероприятия были эффективными, они должны иметь достаточное экологическое обоснование. Осуществить это можно только путем комплексного анализа данных экологического мониторинга водотока и разрабатываемых проектов его экологического обустройства. В схеме инженерно-экологического мониторинга данный этап обозначен как проектно-аналитический мониторинг. Его главная задача заключается в обоснованном прогнозе возможных экологических последствий реализации того или иного проекта, выборе оптимального варианта и его корректировании на основе материалов экологического мониторинга.

Практика показывает, что далеко не всегда целесообразно восстанавливать весь водоток. В ряде случаев анализ экологических материалов свидетельствует о том, что такая задача в современных условиях нереальна, и все попытки инженерного обустройства такого водотока в конечном счете сведутся к бессмысленному «украшению» сточной канавы. Например, отдельные участки малых рек, протекающих по урбанизированным территориям, вообще полностью утрачены. Так, некоторые реки г. Москвы в настоящее время существуют в виде отдельных фрагментов. Остальные участки русла заключены в трубы и представляют собой часть ливневой городской канализации. Водосборный бассейн этих малых рек, как правило, сильно трансформирован, а поступающие с него воды по своим показателям могут рассматриваться как сточные. Восстановление этих рек как целостных водотоков нереально. Возникает вопрос: нужно ли что-либо предпринимать в подобных случаях и что реально можно сделать? Как показывает наш опыт работы на некоторых реках г. Москвы, эти проблемы также подлежат практическому решению. Сохранившиеся участки городских малых рек, расположенные в пределах парковых территорий, можно превратить в водоемы рекреационного назначения. Для этого необходимо проведение следующих инженерно-технических, гидромелиоративных и экологических мероприятий:

- изоляция реконструируемых водоемов от городских стоков, поступающих с их водосборного бассейна. Это реализуется в форме полного разобщения сохранившихся открытых участков, расположенных на территориях парковых зон, от других частей водотока и отвод загрязненных вод в систему городской ливневой канализации;

- заполнение образовавшегося изолированного фрагмента русла (после его предварительной расчистки) чистой водой и создание циркуляционной системы, в которой вода движется по замкнутому контуру; в закрытую часть контура встраиваются узлы по очистке и кондиционированию водной среды;

- экологический дизайн нового водоема и формирование биотического комплекса (создание зарослей прибрежной растительности на открытых участках контура, зарыбление, организация водопадов-аэраторов и др.). Возможно частичное восстановление некоторых природно-ландшафтных особенностей этого участка и, кроме того, использование его как объекта городского любительского рыболовства.

Несомненно, что водоем, возникающий в результате реализации этой программы, не является восстановленным водотоком, а представляет собой воссозданный природно-техногенный водный объект, существование которого поддерживается благодаря постоянной или периодической работе циркуляционно-восстановительной системы. В связи с этим для обозначения подобных проектов нами предложен специальный термин - «имитационные водоемы». Их примером может служить создание по проекту мельничного пруда в устье р. Жужа на территории Государственного музея-заповедника «Коломенское».

Положение 2.

Одной из важнейших современных задач России является развитие малого и среднего бизнеса. Достаточно часто эти вопросы непосредственно связаны с экологическими проблемами малых рек. Успешность многих видов деятельности, особенно в сферах туризма, жилищного строительства, рыбоводства, в значительной мере определяются экологическим состоянием расположенных на данной территории небольших водных объектов.

Очевидно, что полноценные программы реконструкции малых рек должны учитывать и эти вопросы. То есть при планировании инженерных мероприятий необходимо провести оценку возможностей использования восстановленных водотоков для соответствующих видов предпринимательской деятельности. Возможно также привлечение водопользователей в программы по экологическому мониторингу и контролю за эксплуатацией гидротехнических и гидромелиоративных сооружений на основе их личной заинтересованности в качестве воды. Вместе с тем, необходимо оценивать и возможные неблагоприятные последствия, которые неминуемо возникнут при хозяйственном использовании восстановленных водотоков, заранее решить ряд связанных с этим правовых проблем. Например, известны случаи, когда у водных объектов, ранее не представлявших интереса ни для одной из организаций, после их восстановления появлялся «хозяин», обладающий преимущественными правами на пользование ими.

Таким образом, необходимой составляющей инженерно-экологического мониторинга должно являться отслеживание экономических интересов различных хозяйствующих субъектов, которые прямо или косвенно могут быть затронуты в процессе реализации проекта по экологическому обустройству водотока. Этот этап можно обозначить как социально-экономический мониторинг.

Положение 3.

Известно, что многие программы экологического обустройства не дали ощутимых практических результатов по причине отсутствия надлежащего контроля за эксплуатацией созданных гидротехнических и гидромелиоративных систем, предназначенных поддерживать экологическое состояние водотока на определенном уровне. Поэтому еще одним концептуальным вопросом является организация мониторинга на уже функционирующих объектах экологического обустройства. Как показывает опыт практической работы, системы мониторинга и контроля за состоянием восстановленных водотоков должны создаваться не после возведения данных объектов, а одновременно и в комплексе с разработкой проектной документации инженерных мероприятий. При этом должна отслеживаться не только сохранность гидротехнических сооружений. Необходимо также контролировать эффективность их функционирования. Под этим в первую очередь подразумевается сохранение роли данных сооружений в обеспечении надлежащего экологического состояния малой реки. Этот этап инженерно-экологического мониторинга можно назвать постпроектный текущий инженерно-экологический мониторинг. Представляется, что наиболее действенной формой его осуществления могло стать абонентное обслуживание данных объектов организациями, их проектировавшими, штат которых укомплектован как грамотными инженерно-техническими кадрами, так и специалистами-экологами.

Теперь рассмотрим конкретное содержание каждой из перечисленных выше составляющих инженерно-экологического мониторинга (см. рисунок) как основы программ экологического обустройства малых рек.

Инженерно-исторический мониторинг. На самом предварительном этапе необходимо решить, облик реки какого исторического отрезка времени может рассматриваться как прототип для ее восстановления (рисунок). При этом, говоря о прототипе, мы конечно имеем в виду не стремление создать полностью идентичную копию реки какой-то из прошедших эпох. Это нереально. В данном случае мы только определяем общее направление, в котором будут проводиться дальнейшие изыскания. Например, если мы приходим к выводу, что прототипом может служить облик водотока или его участка, существовавший во второй половине XIX века, то в этом случае дальнейший анализ будет в основном касаться деталей обустройства реки именно в этот период. Но при этом рассматривается не вопрос о восстановления их как таковых, а оценивается общая возможность использования аналогичных технических решений в настоящее время для улучшения экологического состояния водотока.

На следующем этапе необходимо осуществить исследования общего состояния реки в выбранный исторический период, ее технического обустройства. В данный пункт программы входит как анализ чисто экологических материалов того периода (например, характера прибрежной зоны), так и поиск проектов гидротехнических сооружений, традиционных для этого исторического периода.

Однако изучения только исторических материалов для выбора деталей будущего проекта экологического обустройства недостаточно Необходимо оценить целесообразность и возможность их осуществления в современных экологических и социально-бытовых условиях. Например, в большинстве случаев является невозможным полное восстановление ихтиофауны рек и зарослей прибрежной растительности.

Заключительным этапом историко-аналитического мониторинга является детализация облика водотока, служащая основой для последующего проектирования.

Проектно-аналитический мониторинг. Его проведение осуществляется на всех стадиях выполнения проекта и в период его реализации (строительства объектов системы экологического обустройства). Проектно-аналитический мониторинг преследует следующие основные цели:

- оперативное отслеживание соответствия осуществляемой деятельности проектным требованиям по экологическому обустройству реки;

- корректировка проекта, основанная на оценке ожидаемых и наблюдаемых в ходе его реализации изменений в окружающей среде;

- обоснование долгосрочного прогноза развития экологической ситуации в водотоке и на прилегающей к нему территории после осуществления проекта его экологического обустройства.

Начинать проектно-аналитический мониторинг желательно так называемого «нулевого цикла». В экологической литературе под этим понятием подразумевают проведение мониторинга на каком-либо участке окружающей среды, где планируется отселение того или иного проекта, до начала его реализации. В большинстве случаев время, отпущенное на проведение «нулевого цикла» мониторинга, невелико, и мониторинг дополняется поиском и анализом всех доступных материалов, которые характеризуют экологическое состояние водотока на современном этапе. Наиболее важными задачами на данном этапе являются:

1. Оценка экологического состояния водотока. В частности, необходимым является определение степени токсичности вод методами биотестирования и биоиндикации. Эти материалы могут существенно изменить некоторые решения, предложенные на начальной стадии разработки проекта. На фазе «нулевого цикла» экологического мониторинга иногда выясняется, что предлагаемые инженерно-технические мероприятия не могут дать желаемого результата. Например, если токсичность вод постоянно или периодически достигает предельного уровня, превращение расчищенной и обустроенной прибрежной территории в рекреационную зону невозможно. В других случаях данные экологического мониторинга указывают на неприменимость ранее планировавшихся мероприятий по экологическому дизайну реки. Например, сильная загрязненность вод или отсутствие подходящих подводных грунтов может стать препятствием для создания декоративных зарослей водной растительности. В подобных случаях либо необходимо осуществление дополнительных мер по детоксикации и очистки вод и подводных грунтов, либо принципиальный пересмотр проекта, например принятие решения об отводе вод малой реки в систему городской канализации и создании имитационного водоема на отдельном участке русла.

2. Установление источников загрязнения реки и иных видов ухудшения ее экологического состояния (засорение, разрушение берегов и др.). На основании этих данных принимаются решения об отведении поступающих в водоток промышленно-бытовых стоков и о проектировании локальных очистных сооружений. Кроме того, результаты этих исследований используются для последующей организации социально-экономического мониторинга в той его части, где обосновываются требования к водопользователям, по вине которых происходит ухудшения качества вод и состояния прибрежной территории.

3. Исследование животного и растительного мира водотока. Эти данные в ряде случаев позволяют разработать новые решения по экологическому дизайну водотока, значительно уточнить возможность дальнейшего использования его рыбохозяйственного и рекреационного потенциалов.

4. Важной задачей экологического мониторинга нулевого цикла, помимо прочего, является сбор и подготовка материалов для проведения экологической экспертизы проекта (ОВОС).

Следующий этап проектно-аналитического мониторинга проводится уже на стадии осуществления инженерно-технических мероприятий. Его основная задача заключается в оценке возможных изменений в водной среде и на прилегающей к водотоку территории вследствие реализации проекта. Основные направления экологического мониторинга на этой фазе следующие:

- определение изменений в гидрохимическом режиме водотока, происходящих вследствие реализации проекта;

- оценка наблюдающихся изменений в гидробиологическом режиме водотока (качественного и количественного состава различных групп водной биоты, характера пространственного распределения водных биоценозов и др.);

- определение изменений в морфометрии мачой реки, исследование процессов берегообрушения, образования наносов, размыва и переотложения донных отложений;

- исследование влияния работ по реализации проекта на экологическое состояние прибрежных территорий (изменение уровня грунтовых вод, возможность затопления, изменения состава биоценозов на прибрежных участках).

На основании полученных данных возможна корректировка некоторых деталей проекта экологического обустройства водотока с целью снижения негативных экологических последствий.

Проектно-аналитический этап инженерно-экологического мониторинга заканчивается выработкой обоснованного долгосрочного прогноза развития экологической ситуации после реализации проекта.

Социально-экономический мониторинг. Данное направление заключается в отслеживании социально-экономических интересов различных физических и юридических лиц, а также общественных объединений и организаций, так или иначе связанных с осуществлением проекта по восстановлению и экологическому обустройству малой реки. Проведение социально-экологического мониторинга начинается на стадии разработки проекта и продолжается на протяжении всего периода его реализации.

Необходимость включения этого раздела в структуру инженерно-экологического мониторинга обусловливается несколькими причинами. Во-первых, обязательным моментом процедуры государственной экологической экспертизы является организация общественных обсуждений проекта . Как показывает опыт практической работы, успех подобных мероприятий во многом зависит от предварительного изучения общественного мнения, а также от контактов с представителями общественных экологических организаций, в ходе которых происходит обмен мнениями и разъяснение позиций сторон. Во-вторых, исследование заинтересованности лиц и организаций в экологическом обустройстве водотока может расширить круг источников финансирования данного проекта. В третьих, учет интересов различных водопользователей и населения на стадии разработки проекта может существенно повысить положительный эффект от его реализации. Наконец, в четвертых, проведение социально-экологического мониторинга необходимо для эффективной борьбы с организациями и отдельными лицами, деятельность которых вызывает ухудшение экологического состояния реки и ее прибрежной территории. Реальное решение экологических проблем обычно происходит только тогда, когда они перемещаются из сферы эмоциональных обсуждений в область правовых взаимоотношений. Только на основании установления фактов нарушения законодательства можно требовать приостановления или прекращения экологически опасных видов деятельности. Непременным условием этого являются установление объектов и субъектов данных правовых отношений и оценка возможных эколого-экономических ущербов . что также выполняется в ходе проведения социально-экономического этапа инженерно-экологического мониторинга. На стадии, предшествующей началу осуществления инженерно-технических мероприятий, социально-экономический мониторинг включает следующие основные направления:

1. Установление всех водопользователей малой реки. При этом, в соответствии с Водным кодексом РФ, к числу водопользователей относятся не только физические и юридические лица, осуществляющие забор воды, но и все хозяйствующие субъекты, сбрасывающие в данный водоем свои стоки, а также собственники, владельцы и пользователи земельных участков, примыкающих к данному водному объекту.

2. Определение эколого-экономических интересов отдельных водопользователей в отношении проекта экологического обустройства реки. Важным моментом является выяснение того, кто и каким образом в дальнейшем будет использовать результаты реализации проекта. Своевременное получение таких данных, с одной стороны, дает возможность внести в проект соответствующие коррективы, позволяющие повысить эффективность его конечных результатов, с другой стороны, обладая подобной информацией, можно предварительно предпринять соответствующие шаги по предотвращению возможных правовых коллизий на заключительных стадиях работы.

3. Установление контактов с общественными организациями и объединениями, проявляющими интерес к проекту экологического обустройства малой реки.

4. Исследование общественного мнения о проекте экологического обустройства и организация общественных обсуждений данного проекта. Выполнение этого пункта позволяет снять многие противоречия и в дальнейшем может облегчить прохождение государственной экологической экспертизы. На основании высказанных в ходе общественных обсуждений пожеланий и замечаний в проект также могут быть внесены коррективы.

На стадии реализации проекта в ходе социально-экономического мониторинга также осуществляется:

- отслеживание общественного мнения путем организации встреч с населением и представителями общественных организаций, дача необходимых разъяснений об этапах выполнения и конечных результатах проекта;

- оценка потенциальных и реальных эколого-экономических ущербов, возникающих в ходе работ по реализации проекта у водопользователей; активная работа в данном направлении позволяет разрешить возможные конфликтные ситуации и аргументированно ответить на необоснованные претензии.

Постпроектный текущий инженерно-экологический мониторинг. Его конечная цель заключается в обеспечении эффективного функционирования системы экологического обустройства. Следует особо отметить, что почти во всех случаях восстановление водотока отнюдь не означает создания существовавшей когда-то саморегулирующейся водной экосистемы. В современных условиях это практически невозможно. При реализации проекта экологического обустройства обычно возникает не естественная, а природно-техногенная или даже полностью техногенная система, то есть система, существование которой частично или полностью поддерживается благодаря функционированию инженерно-технических сооружений. Иными словами, достигается в основном внешнее сходство облика реки с ранее существовавшим в прошедшую историческую эпоху. Однако такой восстановленный водоток не обладает экосистемой, в полной мере имеющей первоначальные естественные механизмы самоочищения и самовосстановления. В лучшем случае удается создать лишь условия для существования каких-то отдельных компонентов среды, например некоторых видов рыб или водоплавающих птиц. По этой причине природно-техногенные и техногенные системы восстановленных водотоков нуждаются в постоянной поддержке. Как свидетельствует весьма обширный негативный опыт, без создания специальной службы, обеспечивающей контроль за состоянием объектов экологического обустройства, они рано или поздно выходят из строя, и состояние водотока вновь ухудшается. Таким образом, без организации постпроектного инженерно-экологического мониторинга деятельность по восстановлению малых рек просто утрачивает свой смысл.

Разработка программы постпроектного мониторинга должна начинаться уже на стадии создания проекта экологического обустройства. В соответствии с этим финансирование этой разработки должно проводится одновременно с финансированием проекта и входить в общую смету затрат. Привлечение к разработке постпроектного мониторинга сил той же проектной организации позволяет не только в наиболее полном объеме предусмотреть различные аспекты системы контроля за функционированием объектов, но и лишний раз заставит задуматься проектировщиков о возможности длительной перспективы эксплуатации создаваемой ими системы экологического обустройства.

На стадии разработки проекта системы экологического обустройства работа над созданием системы постпроектного инженерно-экологического мониторинга должна включать следующие основные этапы:

- обоснование параметров, служащих показателями эффективности работы системы экологического обустройства, и обоснование допустимых диапазонов их колебаний. Набор этих параметров должен быть относительно небольшим, чтобы их отслеживание представляло собой реально выполнимую задачу, и вместе с тем отражать различные процессы, протекающие в водотоке и на прилегающей к нему территории. В него следует включить как показатели, характеризующие состояние инженерно-технических объектов, так и показатели, указывающие на состояние водотока, его гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов;

- разработку инструктивно-методических материалов, регламентирующих сроки и порядок проведения постпроектного мониторинга. Необходимым условием эффективности мониторинга является регулярность его проведения. Причем, сроки должны устанавливаться исходя из особенностей того или иного водотока. Например, необходимо более внимательно отслеживать эффективность функционирования системы экологического обустройства во время паводков, в периоды максимальной рекреационной нагрузки и т. д.

После сдачи системы экологического обустройства в эксплуатацию для создания эффективной системы постпроектного инженерно-экологического мониторинга необходимо:

- согласование ранее разработанных инструктивно-методических материалов с государственными природоохранными и водохозяйственными органами и как результат правовое закрепление регламента мониторинга, а также обоснование размеров и форм его оплаты;

- заключение договора с органами исполнительной власти об абонентном обслуживании системы экологического обустройства малой реки. В этот договор целесообразно включить не только проведение постпроектного экологического мониторинга, но и осуществление необходимых работ по поддержанию данной системы в надлежащем состоянии.

2. 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.

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.

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.

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. 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.

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.

2. Загрязнение автотранспортом

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°.

Значение коэффициента учитывающего аэрацию местности. Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой.

Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона.

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс.

При скорости ветра 4 м/с Кс =1,05.

Значение коэффициента Кв, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха. При влажности 54 % Кв = 0,8.

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений Кп. С регулируемым пересечением Кп=1,8.

Подставив значения коэффициентов, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равна.

Вывод: Рассчитанный уровень загрязнения превышает ПДК в 4,5 раза.

Если заменить дизельный автотранспорт на электрический (вместо автобусов троллейбусы), то сделав перерасчет получаем

Уровень загрязнения превысит ПДК в 1,7 раза.

Вывод: Был определен уровень загрязнения воздуха окисью углерода на улице Комарова города Уфы.

Уровень загрязнения превысил ПДК в 4,122 раза.

В случае замены автобусов и легковых автомобилей электротранспортом уровень загрязнения превысит ПДК в 1,7 раза.

Такие данные свидетельствуют о сильной загрязнённости атмосферного воздуха на данной территории.

Для того чтобы решить проблему уменьшения загрязнения воздуха автотранспортом, необходимо проводить технические мероприятия, касающихся повышения экологичности каждого автомобиля в отдельности, сокращения токсичности автомобильных выбросов.

Заключение

Целью курсовой работы было рассмотрение экосистемы реки Ировка. В процессе работы было установлено следующее:

Река имеет среднюю протяженность, в связи с этим ее состав экосистемы разнообразен.

Она имеет большое значение для население расположенных вблизи реки. Так как это источник пресной воды.

Главным фактором ее загрязнения является хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды. Так же антропогенную нагрузку добавляют притоки реки.

Загрязняют реку сельское хозяйство и животноводческие комплексы и компрессорная станция расположенная Моркинском районе в пгт Морки.

Общее экологическое состояние реки можно считать удовлетворительным.

Все эти факты свидетельствуют о загрязненности вод Ировки. Необходимо, как можно качественней очищать ее воды, пока этот ресурс не перестал быть возобновляемым.

В связи с этим были предложены решения по улучшению состояния качества воды Оки.

Улучшение очистки сточных вод. Эти методы активно используются в наши дни и дают не плохой результат. Но последнее время из-за плохого состояния сооружений по очистки, вода остается загрязненной. Так же следует очищать сточные воды всех населенных пунктов в не зависимости от их размеров. Так как в деревнях и селах, на сегодняшней день, так же используются все возможные средства химического характера (это разнообразные моющие средства).

Экологический мониторинг. Этот метод активно проводится во всех странах. Он дает положительные результаты т. к. развивает экологическую мораль в обществе. К сожалению, в нашей стране она находится еще на низком уровне.

Так же загрязнения реке несут выбросы в атмосферу. Это выбросы от предприятий, котельных, автомобилей. В связи с этим приведены расчеты выбросов вредных веществ при сжигания топлива в котельной. Из расчетов видно, что при сжигании газового топлива выбросы в атмосферу снижаются в 3 раза, по сравнению с жидким топливом. И представлен расчет выбросов транспорта. Для уменьшения этого фактора воздействия предлагается перевести легковые машины и автобусы перевести на электричество. В результате пересчета выбросы снизились в 2,4 раз.

Все эти данные помогут снизить антропогенный уровень нагрузки. Что существенно снизит загрязнение данной экосистемы.

Литература

водоток малый река загрязнение

1. «О Концепции по восстановлению малых рек и русловых водоемов».

2. Бринчук М.М. Комментарий к Федеральному закону «Об экологической экспертизе». М.: Изд. БЕК. 1999.

3. Олейник К.А. Экологические риски (вопросы методологии). М.: Анкил. 2002.

4. Михеев Н.Н., Шпагина А.Н., Ряполова С.Е. Водный кодекс Российской Федерации. Постатейный научно-практический комментарий. // Серия «Кодексы Российской Федерации» - Приложение к «Российской газете». VII. М.: Агентство «Библиотечка «Российской газеты», 2001.

5. Экология производства [Электронный ресурс]// #"justify">.Официальный сайт Минприроды РФ [Электронный ресурс]// #"justify">.Википедия [Электронный ресурс]//#"justify">.Абрамова Е.А. Оценка уровня антропогенной нагрузки на бассейн реки Оки в пределах Московской области [Текст]/Вестник МГОУ: Естественные науки - 2011.-№ 1.- С. 77-82.

Размещено на Allbest.ru