Курсовая работа: Очистка грунтовых вод, загрязненных промышленным предприятием

В "Схеме..." обосновывается возможность использования подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения на­селения Московского региона. "Схемой..." предусматривается создание объединенной системы водоснабжения, состоящей из четырех систем водозаборов подземных вод (Северной, Юж­ной, Восточной и Западной) с общим отбором подземных вод 2,7 млн. м³ /сут (соответственно 860,1200,500 и 140 тыс. м³ /сут). При разработке "Схемы..." авторы исходили из следующих ос­новных принципиальных соображений:

- интенсификация использования подземных вод в Москов­ском регионе является единственным, практически не имеющим альтернатив способом повышения надежности водоснабжения столицы России и близлежащих районов;

- общий отбор подземных вод на территории Московского региона не должен превышать величину их естественных ресур­сов, иными словами, не должен быть больше величины их ежегод­ного естественного восполнения (за многолетний период):

- в первую очередь должна быть удовлетворена потребность в воде питьевого качества городов Московской области (около 5 млн. м³ /сут). Ее планируется удовлетворить как за счет уже существующих разведанных и эксплуатируемых месторождений подземных вод области, не включенных в объединенную систе­му (3,8 Млн. м³ /сут), так и новых месторождений на указанных 4-х участках, включенных в эту систему (1,1 млн. м³ /сут);

- на водоснабжение самого города Москвы будет использо­ваться только часть запасов подземных вод, которая остается после удовлетворения потребностей в воде Московской обла­сти (1,6 млн. м³ /сут).

В процессе оценки перспективных возможностей интенси­фикации использования подземных вод с помощью математи­ческих моделей изучалось взаимодействие между существую­щими и проектными водозаборами.

Предлагаемые к использованию 2,7 млн. м³ /сут подземных вод рекомендовалось распределить между отдельными систем­ами следующим образом: Северная система - 0,8, Южная си­стема - 1,2, Восточная система - 0,56 и Западная система -0,14 млн. м³ /сут.

Как указывалось выше, первоначально предполагалось, что производительность водозаборов, входящих в объединенную систему водоснабжения, составит около 2,7 млн. м³ /сут, из ко­торых 1,6 млн. м³ /сут планировалось подавать в Москву. Одна­ко, в последнее время установлено, что дополнительная вода городу не нужна, что вызвано прежде всего осуществляемыми и планируемыми мероприятиями по экономии воды и уменьше­нию общей потребности в воде в силу ряда причин экономичес­кого характера.

Поэтому подача подземных вод в Москву в пе­риоды интенсивного загрязнения поверхностных вод может быть ограничена 1,0 млн. м³ /сут (исходя из нормы 100-200 л/сут на 1 человека при численности населения г. Москвы в 8,5 млн. че­ловек).

В настоящее время в качестве первоочередного освоения выбрана южная группа месторождений, основанная на исполь­зовании подземных вод каменноугольных водоносных горизон­тов в долине р. Оки (район г. Серпухова).

Качество подземных вод на участках, включенных в объеди­ненную систему, в целом соответствует нормам для питьевых вод, установленным в России, за исключением повышенного содержания железа и марганца. Кроме того, на Южной системе отмечается пониженное содержание фтора. Месторождения Северной и Восточной систем надежно защищены от возмож­ного загрязнения, а месторождения Южной и Западной систем являются слабо защищенными. Выполненные специальные гид­родинамические расчеты показывают, что качество подземных вод при эксплуатации изменится незначительно и это не приве­дет к невозможности их использования для питьевого водоснаб­жения.

При разработке "Генеральной схемы объединенной системы водоснабжения г. Москвы й Московской области с использова­нием подземных источников" значительное внимание уделялось прогнозу возможных экологических последствий интенсифика­ции использования подземных вод. В частности, анализирова­лось влияние снижения уровня в верхнем водоносном горизон­те на состояние растительности, ландшафтов, прогнозировалось возможное изменение речного стока (особенно стока малых рек), опасность загрязнения эксплуатируемых водоносных горизон­тов за счет миграции загрязнителей при изменении гидродина­мических условий взаимодействия подземных и поверхностных вод и отдельных водоносных горизонтов между собой. При этом авторы "Схемы..." правильно подчеркивают, что при прогнозе возможного влияния отбора подземных вод на окружающую сре­ду первостепенное значение имеет анализ опыта эксплуатации действующих водозаборов подземных вод. Как уже отмечалось, многолетняя эксплуатация подземных вод, вызывающая сниже­ние уровней подземных вод в каменноугольных водоносных горизонтах на многие десятки метров, не привела к заметным и опасным негативным экологическим последствиям, за ис­ключением уменьшения меженного стока рек на отдельных уча­стках.

Влияние эксплуатации подземных вод на сток малых рек про­является двояко: иногда на некоторых реках возникают участки, где поверхностный сток уменьшается (Москва в верховьях, Ис­тра в среднем течении, Пахра, Нерская, Нора и некоторые дру­гие) за счет питания рекой грунтовых водоносных горизонтов й сокращения подземного стока в реки. В других случаях за счет сброса в реки очищенных отработанных вод, различных стоков, речной сток по сравнению с естественным увеличивается (реки Воря, Торгоша, Пажа). Характерной в этом отношении являет­ся р. Клязьма, сток которой выше Ногинска уменьшился по срав­нению с естественным, а ниже Ногинска и Электростали - уве­личился.

Математическое моделирование, проведенное с учетом се­зонного регулирования питания грунтовых водоносных го­ризонтов, показало, что "ущерб" меженному стоку малых рек составит около 10% в год средней водности и 17-18% в год вод­ности 95% обеспеченности. На отдельных участках рек, где ме­женный сток рек 95% обеспеченности уменьшится более, чем на 25-30%, потребуется осуществление специальных меропри­ятий, таких как устройство русловых запруд, подпитывание ма­лых рек в экстремальных ситуациях подземными водами и др.

Следует отметить, что проблема интенсификации использо­вания подземных вод в Московском регионе вызвала небыва­лый интерес и прежде всего значительное беспокойство у насе­ления и ряда ученых, в частности Пущинского научного центра. Еще ни разу в бывшем Советском Союзе специалисты и просто жители какого-либо региона не обсуждали столь активно эколо­гические проблемы использования подземных вод. Можно на­звать две основные причины этого:

- впервые в России планируется столь крупный отбор под­земных вод для решения проблемы питьевого водоснабжения такого большого города, как Москва;

- в последние годы наблюдается повышенный интерес насе­ления к экологическим проблемам природопользования, в том числе к опасности крупномасштабного использования подзем­ных вод.

Предварительный вывод авторов проекта, основанный на анализе существующего опыта эксплуатации, о незначительном влиянии водоотбора на уровень подземных вод первого от по­ верхности водоносного горизонта и, тем самым, на раститель­ный мир, в целом является достаточно обоснованным. Однако этот оптимистический вывод, имеющий важное практическое значение для экологии региона, должен быть подкреплен и бо­лее обоснован дальнейшими опытными и экспериментальными исследованиями. В связи с этим одним из важнейших направле­ний дальнейших работ по повышению эффективности исполь­зования подземных вод для водообеспечения Московского ре­гиона является создание комплексного мониторинга окружаю­щей среды, включающего подземные воды. Необходимо также провести специальные опытно-фильтрационные эксперимен­тальные работы на опытных полигонах, позволяющие в натур­ных условиях смоделировать возможное влияние отбора под­земных вод на экосистемы бассейнов малых рек. Проведение исследований в рамках такого мониторинга позволит опреде­лить необходимость, состав и содержание компенсационных мероприятий по минимизации возможного негативного влия­ния крупного отбора подземных вод на сток малых рек, состоя­ние растительности, возникновение или усиление карстово-суффозионных процессов, качество отбираемой подземной воды. Кроме того, результаты таких работ позволят разработать науч­но-обоснованные методические рекомендации по региональной оценке экологических последствий влияния отбора подземных вод на окружающую среду, которые можно будет использовать при решении аналогичных проблем в других регионах.

КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Для оценки качества воды применяют физические, химические, бактериологи­ческие и технологические методы анали­за. При учете динамики состава воды в источниках водоснабжения важно, чтобы данные анализа совпадали с биологиче­скими показателями и отражали качество именно той воды, которая будет посту­пать в водозабор и направляться на обра­ботку. Поэтому выбор источника водо­снабжения и отбор проб из него следует проводить в строгом соответствии с ГОСТом.

Характеристика физических показателей качества воды

При оценке качества воды источника необходимо знать ее физические показа­тели (температуру, запах, вкус, мут­ность и цветность).

Температура воды.

Температура природных вод зависит от их происхож­дения. Воды подземных источников отли­чаются постоянством температуры, при­чем с увеличением глубины залегания водсезонныеколебания температурыуменьшаются. Наоборот, температура вод открытыхводоемов (рек, прудов, водохранилищ) претерпевает значитель­ные изменения, связанные с нагреванием и остыванием водоемов. Помимо сезонных изменений на температуру воды в отдельных местах открытых водоемов влияет поступление в них подземных вод, а также тепловых выбросов промышленности. Оптимальная температура воды, используемой для питья, составляет 7—11 °С.

Прозрачностьилимут­ностьводы.

Природные воды, осо­бенно поверхностные, почти никогда не бывают прозрачными из-за наличия в них взвешенных частиц глины, песка, ила, водорослей и других веществ минераль­ного или органического происхождения.

Причиной мутности речных и озерных вод могут быть составные части почв и горных пород, вымываемые реками из своего русла, а также талые воды и лив­невый смыв, т. е. твердые осадки, смы­ваемые дождями с почвы лесов, полей, лугов и улиц населенных пунктов. Лив­невый смыв в период сильных дождей повышает мутность воды в несколько раз. В больших водоемах помутнение воды происходит за счет взмучивания осадков со дна вследствие волнения в ветреную погоду, в результате массового развития одноклеточных водорослей и по другим причинам.

Мутность воды в реках в различные времена года значительно изменяется, причем обычно она резко возрастает вес­ной в период половодья. Наименьшая мутность наблюдается в зимнее время, когда реки покрыты льдом.

Количественное определение взвешен­ных веществ в воде весовым способом за­нимает много времени, и в практике чаще применяются методы косвенной оценки: установление прозрачности или мутно­сти воды. При содержании взве­шенных веществ менее 3 иг/л определяют не прозрачность, а мутность воды (поня­тие, обратное прозрачности), сравнивая испытуемую воду со стандартными суспензиями. Согласно ГОСТ 3351—74 мутность воды определяется фотометри­ческим способом и выражается в милли­граммах на 1 л.

Цветностьводы.

Чистая во­да, взятая в малом объеме, бесцветна. В толстом слое она имеет голубовато-зеленый оттенок. Другие оттенки свиде­тельствуют о наличии в ней различ­ных растворенных и взвешенных при­месей. Для выяснения природы цвет­ной воды необходимо в каждом кон­кретном случае установить причину ,вызвавшую появление того или иного цвета.

Изменение цветности воды в основном обусловливают органические соедине­ния, которые в природных водах весьма разнообразны. Некоторые из них вхо­дят в состав организмов, населяющих воду, а часть является продуктами их жизнедеятельности или распада. В при­родной воде установлено присутствие гумусовых и дубильных веществ, белково- и углеводоподобных соединений, жи­ров, органических кислот и витаминов. Иногда источником окрашенных органических соединений в водоемах слу­жат промышленные и бытовые сточные воды. Коллоидные железистые соедине­ния придают воде оттенки от желтоватых до зеленых.