Исследование поверхностного стока с территорий городов
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С ТЕРРИТОРИЙ ГОРОДОВ
В.М. Ропот
Национальный Институт Экологии Республики Молдова, г. Кишинев
Поверхностный сток с территории городов, промышленных площадок, строек, транспортных предприятий и других городских обьектов, образующихся в результате выпадения дождей, таяние снега и поливо-моечных работ, характеризуется неоднородностью состава, содержит в значительных количествах различные загрязнения в виде взвешенных , эмульгированных и растворенных веществ неорганического и органического характера.
По концентрации биохимически окисляемых веществ и нефтепродуктов поверхностный сток приближается к слабоконцентрированным бытовым сточным водам. В этих стоках содержится также большое количество микроорганизмов, в том числе и патогенного характера.
Сброс указанных стоков в водные обьекты оказывает неблагоприятное воздействие на качество воды, особенно небольших водоемов. Кроме того, осаждение взвешенных частиц, содержащихся в талом и дождевом стоках, приводит к заилению водоема, нарушению экологического равновесия в водной системе. Наблюдается также микробное загрязнение ливневых вод, которое зависит в первую очередь от состояния канализования населенных мест. Микробные загрязнения особенно концетрируются в стоках зимних оттепелей и в потоке весеннего снеготаяния. В этих водах содержатся и наиболее высокие концентрации органических и минеральных примесей (ХПК – до 1500, БПК – до 300 мг О2/л.)
В последние десятилетия в литературе по охране окружающей среды все чаще появляются работы посвященные исследованию поверхностного стока городов и индустриальных центров, в которых оценивается состояние проблемы и предложены различные методы и технологии по обезвреживанию и использованию водных масс поверхностного стока.
В данной работе приведены результаты исследований, проведенных в последние годы в Национальном Институте Экологии Республики Мол-
дова, по изучению поверхностного стока с территории города Кишинева, где ливневые воды собираются через специальные коллекторы отдельно от городских сточных вод и сбрасывается в реку Бык - правый приток реки Днестр.
На промышленных предприятиях были построены самостоятельные системы сбора и очистки поверхностного стока с их территорий, которые в настоящее время почти всюду не функционируют. Таким образом, в общий городской поверхностный сток попадают и специфические загрязнения промышленного характера, которые осложняют проблему.
В соответствии с многолетними гидрометеорологическими наблюдениями на территории города Кишинева количество атмосферных осадков находилось в пределах 450-500 мм.
В таблице 1 приведены данные по химическому составу атмосферных осадков, выпавших на территории города Кишинева в 1999 году.
Таблица 1
Показатели
Осадки
Дождь
Снег
Натрий (Na+), мг/дм3
2.7
5.8
Калий (K+), мг/дм3
0.5
1.2
Кальций (Ca2+), мг/дм3
6.5
7.6
Магний (Mg2+), мг/дм3
1.0
1.2
Сульфаты (SO42-), мг/дм3
8.4
13.0
Хлориды (Cl-), мг/дм3
8.2
12.3
Фосфаты (PO43-), мг/дм3
0.2
0.3
Нитраты (NO3-), мг/дм3
0.4
0.7
Нитриты (NO2-), мг/дм3
0.0
0.06
Гидрокарбонаты (HСO3-), мг/дм3
8.5
7.4
рH
5.6
6.3
Взвешенные вещества, мг/дм3
18.4
57.2
Сухой остаток, мг/дм3
36.5
45.4
Данные приведенные в таблице 1 показывают, что в составе атмосферных осадков присутствуют все главные ионы (макрокомпоненты), характерные для природных вод. При этом в их составе преобладают катионы кальция и натрия, а анионы – сульфаты, хлориды и гидрокарбонаты находятся в эквивалентных количествах.
Вода атмосферных осадков содержит в сравнительно повышенных количествах соединения фосфора и азота, что свидетельствует о загрязнении атмосферы тонкодисперсными частицами растительного и животного происхождения.
Атмосферные осадки имеют слабокислую среду в результате абсорбции из воздуха двуокиси углерода. Здесь необходимо отметить, что в 1980-1990 годах на территории города Кишинева имели место кислые дожди, рH которых в первых порциях дождя имели величины ниже 3.0. Кислые дожди образовались в результате загрязнения атмосферы окисями азота, серы, углерода как результат сжигания различного горючего.
В таблице 2 приведены результаты определения некоторых показателей химического состава поверхностного стока города Кишинева. Пробы воды поверхностного стока были взяты в различных участках городской ливневой канализационной системы и после усреднения были подвергнуты анализу.
Таблица 2
Показатели
Осадки
Дождь
Снег
Взвешенные вещества, мг/дм3
1852
3256
ССО-Сr, мг O/дм3
254
526
CBO5, мг O2/дм3
94.2
163.4
Фенолы, мг/дм3
0.0
0.02
Нефтепродукты, мг/дм3
23.4
68.3
Фосфаты (PO43-), мг/дм3
1.4
1.7
Азот общий, мг/дм3
4.7
11.8
Силикаты (SiO2), мг/дм3
2.0
31.3
Сухой остаток, мг/дм3
345.5
1210.4
Коли-индекс, E-coli
106
108
Приведенные в таблице 2 данные показывают, что в сравнении с атмосферными осадками поверхностный сток сильно загрязнен соединениями азота, фосфора, взвешенными вещестами, имеют большие величины химического и биологического потребления кислорода (ХПК и БПК) и повышенную минерализацию.
В тех случаях, когда они смешиваются с городскими и промышленными сточными водами, они также содержат специфические загрязнения органического и неорганического характера какими являются фенолы, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, тяжелые металлы и другие загрязнения, которые представляют опасность для жизни природы водоемов и в целом окружающей среды.
Поверхностный сток городских территорий характеризуются большим содержанием взвешенных и коллоидных веществ. В поверхностном стоке после таяние снега их количество в более чем два раза больше чем в ливневых стоках. Их осветление трудно осуществить естественным путем, так как они представляют собой устойчивую коллоидную систему.
Эти стоки характеризуются также высокой окисляемостью (более 500мг/дм3), из-за содержания органических веществ, находящихся в основном во взвешенном и коллоидном состоянии. В сравнении с атмосферными осадками их минерализация в 6-25 раз больше и состоит в основном из биогенных веществ – соединений азота, фосфора и кремния, которые вызывают усиленное цветении водоемов, будучи сброшены в них.
В зависимости от степени загрязненности и санитарного состояния городских территорий растет степень заражения поверхностного стока различными микроорганизмами. В стоке после таяние снега количество бактерий коли превышает 108/дм3.
Характерным для Республики Молдова является то, что на ее территории выпадают интенсивные и обильные дожди - более 200 мм в сутки, которые сопровождаются большими наводнениями и материальными ущербами. В этих случаях концентрация отдельных загрязнений, смытых с территорий увеличивается на 20-40%.
Проведенные исследования предусмотрели также отбор и анализ проб воды из рек Бык и Днестр, приемников стоков. Результаты показали, что после ливневых стоков эти реки сильно загрязняются. В их воде резко увеличивается мутность и содержание нефтепродуктов, растет зараженость микроорганизмами и др.
Для предотвращения загрязнения окружающей среды ливневыми стоками с городских территорий необходимо осуществить их сбор в специальные резервуары с последующей очисткой перед сбросом в водоемы или на поля орошения.
Технологические схемы очистки должны иметь специальные решетки и песколовки для задержки твердых включений, сепараторы для удаления взвесей, коллоидов и веществ в эмульгированной форме, а также системы полной биологической очистки.
Очищенные таким образом поверхностные стоки могут быть использованы для орошения и других целей.
Литература
1. Молоков М., Шифрин В. Очистка поверхностного стока с территории городов и промышленных площадок. М., Стройиздат. 1987. 104 с.
2. Ропот В. М., Стратулат Г. В., Санду М. А. И др. Проблемы качества, использования и охраны водных ресурсов ССС Молдова. Кишинев. Штиинца. 1991. 286 с.
3. Ropot V. Probleme privind calitatea, folosirea şi protecţia apelor în Republica Moldova. “Apele Moldovei”, Chişinău. Ştiinţa. 1998. Р. 28-33.