Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення

Рис.3.1 Скидання стічних вод у поверхневі водні об'єкти області

За даними статистичної інформації із 15,9 млн. куб. м стоків, очищених до нормативних показників, 15,4 млн. куб. м пройшли очистку біологічними методами, що становить майже 97 %, а 0,5 млн. куб. м (3 %) - механічними. По Україні 91 % нормативно-очищених стоків пройшли крізь споруди біологічного очищення, 8,7% - механічного і незначний обсяг (лише 0,3 %) очищено на спорудах фізико-хімічної очистки. Очищення стічних вод - один із важливих заходів охорони навколишнього середовища від забруднення. В нашій державі перевага надається біологічному методу, оскільки він вимагає найменших грошових витрат. Крім того, у порівнянні з іншими методами, він найменше завдає шкоди природному середовищу.

Таблиця 3.1 Скидання забруднених зворотних вод у природні поверхневі водні об'єкти Коростишівського району, млн. м³

	Скинуто всього	З них:	Частка у загальному обсязі скидання зворотних вод, %
		Без очищення	Недостатньо-очищені
	1995	2002	2006	1995	2002	2006	1995	2002	2006	1995	2002	2006
Коростишів	1,37	0,86	0,7	0,07	0,06	0,1	1,3	0,8	0,6	94,9	93,2	86,0

Аналіз показує, що показники очистки стічних вод за період 2002-2006 рр. погіршились. Так, в Коростишівському районі у 2006 р. без очищеня - 25 % (у 2002р. - 2 %), а неочищених та недостатньо очищених скинуто лише 69 % (92%-у 2002 р.). Поряд з тим по Житомирському району ці показники найгірші: до нормативних показників у 2006 р. очищено лише 1 % скинутих стічних вод (26 % - у 2002 р.), а неочищених та недостатньо-очищених стоків у 2006 р. скинуто у поверхневі водні об'єкти 84 % всього обсягу відведених стічних вод.

Таблиця 3.2. Основні водокористувачі-забруднювачи водних об'єктів

Підприємство - забруднювач	Відомча належність	Водний об'єкт	Об'єм скидання, млн. м3	Обсяг забруднюючих речовин, що скидаються, тонн на рік
			Всього	НО	НДО
Коростишівське МКП"Водоканал"	Держкомітет будівництва, архітектури та житлової політики	р.Тетерів	0,6036		0,6036	276,0

Однією з причин такого стану є недостатнє забезпечення регіону каналізаційними мережами та очисними спорудами. Загальна протяжність головних колекторів та вуличної каналізаційної мережі району у 2006 р. становила 40,8 км, з яких 23,2 км знаходяться в аварійному стані. У районі крізь очисні споруди пропущено 93,5 % стічних вод відповідно. Через низьку якість очищення на очисних спорудах, внаслідок перевантаження та спрацювання технологічного обладнання переважна кількість зворотних вод скидається значною мірою забрудненими - протягом 2006 р. більше половини (34,5 млн. куб. м) загального обсягу забруднених стічних вод надходило у поверхневі водойми недостатньо очищеними.

Таким чином, сьогодні проблема надійного забезпечення населення доброякісною водою належить до найважливіших проблем. Головна причина загострення цього питання полягає в безперервному рості антропогенного навантаження на природні ресурси внаслідок інтенсивного хімічного, біологічного і радіаційного забруднення джерел питного водопостачання. Особливо складна ситуація спостерігається в районах, де водні ресурси обмежені, а водногосподарський баланс напружений.

Поверхневі водойми Коростишева у 2004 р. найбільше забруднювалось лише підприємством - системи житлово-комунального господарства - Коростишевське ВУВКГ - 6,0 млн. м³. Наприклад, водні об'єкти басейну р. Тетерів у 2002 р. забруднювались переважно сухими рештками - 12,2 тис. тонн, хлоридами - 2,3, сульфатами- 1,5, завислими речовинами -1,4, нітратами - 0,5 тис. тонн (рис.3.2.).

Спостереження за гідрохімічним станом річок області, які проводились Держуправлінням екології та природних ресурсів в області згідно "Програми моніторингу поверхневих вод", показали, що найзабрудненими є річки: Тетерів та Гнилоп'ять, а ріки Ірпінь та Уборть -найчистіші.



Рис.3.2 Вміст деяких забруднюючих речовин, які надійшли у поверхневі водойми басейну р. Тетерів, у 2006

До комплексу заходів по охороні водних об'єктів належить створення зони санітарної охорони (прибережних водоохоронних смуг) - території, де запроваджується особливий санітарно-епідеміологічний режим з метою запобігання погіршення якості води джерел централізованого водопостачання. Для середніх річок, площа водозбору яких становить від 2 до 50 тис. км², ширина таких смуг встановлюється в межах 50 м, для малих - 25 м.

Для державного регулювання використання, охорони і відновлення водних ресурсів в Україні ухвалено ряд законів та нормативних актів: "Про охорону навколишнього природного середовища", "Водний кодекс України", "Правила охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами", розроблена й затверджена Національна програма екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води. Ці правові документи визначають території, які належать до водного фонду України, категорії та процедури використання водних ресурсів, регулюють спеціальне використання води, визначають екологічні права та обов'язки користувачів водних об'єктів. Згідно цих законів та нормативних актів здійснюється державний контроль та нагляд за використанням, захистом і поповненням водних ресурсів, визначаються заходи із запобігання природним катастрофам, що стосуються водних об'єктів. З метою реалізації політики нашої держави у галузі охорони довкілля затверджена "Обласна Програма охорони навколишнього природного середовища на 2005-2010 роки", в якій питання використання водних ресурсів Житомирщини та їх охорони знайшли відповідне відображення.

Проблема охорони і раціонального використання водних ресурсів невід'ємна від духовних цінностей суспільства. Створено багато міжнародних природоохоронних організацій.

Охорона водних ресурсів -- це система міжнародних, державних, регіональних, локальних, технічних, адміністративних, суспільних заходів по раціональному комплексному використанні водних об'єктів.

Охорона водних ресурсів від виснаження та забруднення, та їх раціональне використання для потреб народного господарства -- одна з найбільш важливих проблем, яка потребує безвідкладного розв'язання.

Проблема збільшення водних запасів довго розглядалася як технічна проблема, що вимагала технічних розв'язань, таких як: будівництво більшого числа гребель та опріснювальних пристрієв, але нині технічні розв'язання себе вичерпали. Проти будівництва нових гребель висуваються економічні та суспільно-економічні доводи, наприклад: греблі дедалі дорожчають, бо найвигідніші місця вже використані, до того ж вони виривають мільйони людей з їхнього природного довкілля і розладнують екосистеми.

Щоб використовувати воду “раціонально”, тобто уникати її марнування та підтримувати її якість, споживачів слід змушувати платити за неї.

Найважливішими проблемами захисту водних ресурсів, водного господарства та застосування води в Україні є наступні:

1. Спад промислового виробництва протягом останніх 10 років не супроводжувався поліпшенням стану водних ресурсів України.

2. Очищення стоків в Україні є серйозною проблемою.

3. Не існує інтегрованого підходу до управління водними ресурсами в Україні, необхідно покращання координації у цьому питанні, хоча вже розпочалися деякі зміни на краще.

4. У минулому, Україна, так саме як і інші країни колишнього СРСР, була жорстко централізованою. Зараз країна стикається із серйозними проблемами децентралізації управління, бюджету, адміністрації та відповідальності.

5. Нещодавно були запроваджені нові стандарти для питної води, але реально їх досягти неможливо через економічні та технічні проблеми.

6. Не існує обов'язкової безперервної екологічної освіти для усіх вікових груп у дитячих садках, школах та вузах, що віддаляє перспективу запровадження принципів збалансованого розвитку у водне господарство, ефективного захисту водних ресурсів та водокористування в України.

7. Через відсутність екологічної освіти, політики підвищення рівня інформованості населення та через відсутність механізмів економічного регулювання, індивідуальні споживачі не мають стимулів до участі у захисті водних ресурсів та до їх дбайливого споживання.

8. Розвиток економічних інструментів в Україні проходить дуже повільно, хоча зайве споживання питної води перевищує національні стандарти (300 літрів на особу на добу) в середньому у 2 - 3 рази, або у 5 - 6 разів - стандарти ЄС.

9. Але надлишкове споживання питної води пов'язане не лише з індивідуальними споживачами, це є також наслідком втрат води у трубопроводах мереж водопостачання.

3.2 Характеристика та якість очищення води

Проблема питної води в Україні - загальнонаціональна. Кількість і якість води з водогону є сутністю даної проблеми. Водогосподарська діяльність на території України ведеться екстенсивним способом з екологічно небезпечним використанням водних об'єктів, що призводить до все більшого їх забруднення. Незадовільний стан водних об'єктів - одна з головних причин низької якості води.

Слід зазначити, що найкращий метод забезпечення безпеки питної води охорона джерел водопостачання. Але їх якість погіршується. В ріки, водоймища, озера та ставки скидають стоки близько 2800 об`єктів, з них без очищення або з очищенням, що не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам більш, ніж 40 %. По басейну Дніпра, який є основним джерелом водопостачання для близько 30 млн. чоловік, очищення стічних вод до нормативних концентрацій забезпечується тільки в 1/4 випадків Спостерігається бактеріальне забруднення джерел як централізованого, так і децентралізованого водопостачання. Щорічно чверть досліджених проб з поверхневих водоймищ не відповідає гігієнічним нормам.

За результатами хімічного аналізу питної води, відібраної з крану звичайної оселі у центрі міста Києва з ініціативи посольства Австрії в Україні, вміст такого пестициду, як ліндан (потенційно-небезпечні речовини) в 70 разів перевищує його вміст у воді річки Рейн, стічній канаві Західної Європи 70-тих років.

Внаслідок господарської діяльності триває інтенсивне забруднення підземних вод. Сформувалися великі осередки забруднених підземних вод: в районі Дніпропетровська - Дніпродзержинська - стічними водами металургійної та хімічної промисловості; Кривого Рогу - шахтними водами і стоками металургійних заводів; Житомира-Рівного - стічними водами підприємств хімічної і легкої промисловості.

Окремо потрібно відзначити проблему питної води в сільській місцевості, в агропромислових комплексах. Постійне застосування мінеральних добрив та пестицидів, у багатьох випадках неконтрольоване, призводить до забруднення водних об`єктів їх залишками. Особливо гостро постає проблема виносу пестицидів весною, що пов'язано з паводком та стоком.

Представлені дані Всесвітньої Організації Охорони Здоров'я (ВООЗ) свідчать про те, що більше як 80 % від усіх захворювань людини безпосередньо пов'язано зі вживанням неякісної води, до складу якої входять різноманітні речовини, які можуть викликати токсичні ефекти, в тому числі мутагенні та канцерогенні і понад мільярд чоловік на Землі не отримують достатньої кількості придатної для вживання води. І в зв'язку з цим, стає дуже важливим зробити оцінку нанесення шкоди від вживання такої води організму людини, який на 80 % складається з води.

Гігієнічні вимоги, що визначають придатність води для питних цілей, включають:

безпеку в епідемічному відношенню;

нешкідливість хімічного складу;

сприятливі органолептичні властивості;

радіаційну безпеку.

На Україні в надзвичайно поганому стані знаходиться водопровідна мережа, а централізованим водопостачанням сьогодні забезпечується понад 80 % населення України.

Кількість аварій на ній на порядок перевищує відповідний рівень у країнах Європи. Стан водопровідних очисних споруд такий, що частина забруднювачів може не усуватися з води, особливо коли їх вміст перевищує ГДК.

Щорічно до 10% досліджуваних проб з водопровідних мереж не відповідає гігієнічним нормативам за органолептичними властивостями, загальною мінералізацією, вмістом хімічних речовин вище ГДК.

Практично кожна восьма проба питної води з сільських водопроводів та кожна третя з джерел децентралізованого водопостачання не відповідає вимогам за бактеріологічними показниками.

Згідно з законом України "Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення" громадяни мають право на безпечну для здоров'я та життя питну воду. Проте, на сьогоднішній день використання води в Україні стає небезпечним для здоров'я її мешканців.

Погіршення якості питної води викликає підвищення рівня захворюваності населення від вживання неякісної води, що веде до зниження працездатності, скорочення тривалості життя, а також призводить до матеріальних та фінансових втрат у державі. Але поліпшення якості питної води неможливе без впровадження системи раціонального водопостачання та обліку води.

Якість підземних вод в природних умовах характеризується достатньою різноманітністю та залежить від багатьох факторів: умов живлення та розвантаження підземних вод, глибини залягання водоносних горизонтів, складу водовміщуючих порід. Перевагою підземних вод для питного водопостачання є більш висока ступінь їх захищеності в порівнянні з поверхневими водами. Але забруднення підземних вод також представляє собою серйозну все зростаючу проблему.

Питна вода, яка не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам, несе в собі загрозу масових захворювань населення, підвищеної смертності (особливо дитячої), загострює соціальну ситуацію. Так, фахівці вважають, що саме цей фактор спричинює виникнення й ускладнення понад 70 відсотків хвороб. В тому, що криві захворюваності населення на рак і атеросклероз невпинно повзуть угору, є значна вина забрудненої води. Цілюща рідина, на жаль, є найбільшим джерелом інфекційних хвороб. За останні 5 років в Україні зареєстровано 29 спалахів кишкових захворювань, пов'язаних із вживанням неякісної води, загальна кількість хворих досягла 7,5 тис. У шести регіонах у воді виявлено холерний вібріон, у більшості регіонів зросла захворюваність на дизентерію, вірусний менінгіт. А кількість випадків вірусного гепатиту тільки за останні 9 місяців цього року склала 29234. Дніпро й Десна -- «найжовтушніші» річки на європейському континенті.

Питна вода в Україні є значним фактором ризику виникнення дизентерії Флекснера, черевного тифу та інших кишкових інфекцій.

Відомо також, що високий ступінь мінералізації питної води, який спостерігається в південній частині України, дає певний внесок в захворюваність хворобами шлунково-кишкового тракту, в т.ч. гастритами, жовчнокам'яною та сечокам'яною хворобами В зонах України, ендемічних щодо різних мікроелементів (I, Zn, Cu, F тощо), якість води, в якій також спостерігається нестача мікроелементів, впливає на виникнення і перебіг певних хвороб (Карпатський, Дніпровсько-Придніпровський регіони, Полісся).

Близько 60 % досліджених проб питної води з водогону по всіх регіонах України не відповідають вимогам безпеки для здоров'я людей.

3.3 Характеристика технології обладнання для покращення питної води

Система постачання населення питною водою була сформована відповідно Держстандарту 2874-82 “Вода питна” за умови відповідності джерел водопостачання I-му класу (чиста вода). Але поверхневі джерела, що були віднесені до 1-го класу, зараз за декількома стандартними показниками наблизились до III класу (розбавлені стоки). Технологія ж очищення води залишилася практично без змін. Традиційні технології водоочищення, які були розроблені в 50-60 роках, не відповідають сьогоденню, все менш спроможні перешкоджати надходженню до питної води забруднень неорганічного та органічного походження. Ситуація ще більш загострилась після Чорнобильської катастрофи 1986 року, коли відбулося серйозне забруднення води (з подальшим забрудненням мулу) довго живучими радіонуклідами.

Незадовільна якість води в місцях водозабору передбачає заходи хлорування, в ряді випадків гіперхлорування. Молекули хлорорганічних сполук, потрапляючи з водою до людського організму, призводять до токсичних ефектів (біля 2000 мутагенних, канцерогенних тощо). Немає більше сумнівів, що хлорорганічні сполуки провокують ряд неспецифічних захворювань, а саме ослаблення імунної системи та репродуктивної функції у жінок та чоловіків, вроджені дефекти розвитку, онкологічні захворювання та підвищення рівня захворювань ендокринної і нервової систем.

Одним з найбільш сильних аргументів на користь застосування хлору є необхідність дезинфекції питної води для попередження виникнення епідемічних захворювань (через бактеріальне забруднення води в останні роки в деяких регіонах України мали місце спалахи гострих кишкових захворювань). Дезінфектант хлор є одним з найбільш дешевих та ефективних, однак застосування його, враховуючи негативний вплив на людину та навколишнє середовище, не бажане. Хлорована вода - ось основна небезпека для генофонду населення України. У ній - причина багатьох хвороб, а відтак, і вимирання населення. У всьому світі хлоровану воду використовують тільки для технічних потреб. А працівникам деяких посольств, розташованих в Україні, заборонено навіть митися нею, настільки вона шкідлива для здоров'я. Натомість повинні прийти більш прогресивні, без хлорні технології, наприклад, озонові, які використовуються за кордоном.

Серед галузей району, де половина і більше стоків були забрудненими, виділялись вугільна промисловість, житлово-комунальне і побутове господарство. Порівняно з 1995 роком зменшились обсяги скидів забруднених стічних вод на 28 % у Коростишівському районі. Це пояснюється зменшенням виробництва району у промисловому секторі.

Водні об'єкти забруднювались переважно сухими рештками, хлоридами, сульфатами, завислими речовинами, нітратами, кальцієм, натрієм, амонійним нітрогеном, магнієм, фосфатами, нітритами, нафтопродуктами.

Основним напрямком роботи по охороні водних ресурсів є впровадження нових технологічних процесів виробництва, перехід на замкнуті цикли водопостачання, де очищені стічні води не скидаються, а багаторазово використовуються в технологічному процесі.

Захист водних ресурсів від виснаження і забруднення і їх раціонального використання для потреб народного господарства - одна з найбільш важливих проблем, що вимагають невідкладного рішення. У нашій країні широко здійснюються заходи щодо охорони навколишнього середовища, зокрема по очищенню виробничих стічних вод.

Одним з основних напрямі роботи по охороні водних ресурсів є впровадження нових технологічних процесів виробництва, перехід на замкнуті (безстічні) цикли водопостачання, де очищені|обчищені| стічні води не скидаються, а багато разів використовуються в технологічних процесах. Замкнуті цикли промислового водопостачання дадуть можливість повністю ліквідовувати ті, що скидаються стічних вод в поверхневі водоймища, а свіжу воду використовувати для поповнення безповоротних втрат.

Значно зменшити забрудненість води, що скидається підприємством, можна шляхом виділення із стічних вод цінних домішок, складність рішення цих задач на підприємствах хімічної промисловості полягає в різноманітті технологічних процесів і одержуваних продуктів. Слід зазначити також, що основна кількість води в галузі витрачається на охолоджування. Перехід від водяного охолоджування до повітря дозволить скоротити на 70-90 % витрати води в різних галузях промисловості. В зв'язку з цим вкрайважливими є розробка і впровадження новітнього устаткування, що використовує мінімальну кількість води для охолоджування.

Істотний вплив на підвищення водообігу може надати впровадження високоефективних методів очищення стічних вод, зокрема фізико-хімічних, яких одним з найбільш ефективних є застосування реагентів. Використання реагентного методу очищення виробничих стічних вод не залежить від токсичності присутніх домішок, що в порівнянні із способом біохімічного очищення має істотне значення. Ширше впровадження цього методу як в поєднанні з біохімічним очищенням, так і окремо, може певною мірою вирішити ряд завдань, пов'язаних з очищенням виробничих стічних вод.

У найближчій перспективі намічається впровадження іонообмінного та мембранних методів для очищення стічних вод.

На реалізацію комплексу заходів по охороні водних ресурсів від забруднення і виснаження у всіх розвинених країнах виділяються асигнування, що досягають 2-4 % національного доходу орієнтовно. Велика частина витрат - витрати на охорону водоймищ. Витрати, пов'язані з отриманням коагулянтів і флокулянтів|, частково можуть бути пониженіза рахунок ширшого використання для цих цілей відходів виробництва різних галузей промисловості, а також опадів, що утворюються при очищенні стічних вод, особливо надмірного активного мула, який можна використовувати як флокулянт|, точніше біофлокулянту.

Таким чином, охорона і раціональне використання водних ресурсів - це одна з ланок комплексної світової проблеми охорони природи.

Водойми Коростишівського району, що контролювались у 2003 році на гідробіологічні показники, як і у попередньому році, не відповідали фоновому стану. Більше двох третин контрольованих водних об'єктів знаходилися у стані антропогенної екологічної напруги, на решті -- спостерігалася екологічна напруга з елементами регресу.

Приорітети

Поліпшення якості джерел водопостачання.

Оновлення водопровідно-каналізаційної мережі.

Вдосконалення контролю якості питної води.

Профілактика захворюваності на гепатит А і кишкові інфекції.

Гармонізація нормативної і методичної документації згідно світових стандартів.

Можна виділити 2 основних системи водозабезпечення промислових підприємств: прямоточна і послідовна система. При прямоточній системі (рис.3.3) вся збирана з водоймища вода Q_дж після участі в технологічному процесі (у вигляді відпрацьованої - Q_зб повертається у водоймище, за винятком того кількості води, яка безповоротно витрачається у виробництві (Q_пот). Кількість стічних вод, що відводяться у водоймище, складає :

Q_збр = Q_дж - Q_пот.



Q_пот

- вода чиста не нагріта

- стічна вода нагріта

Рис. 3.3 Прямоточна система водозабезпечення

Слід зазначити, що стічні води залежно від виду забруднень і інших умов перед скидань у водоймище можуть проходити через очисні споруди. В цьому випадку кількість стічних вод, що скидаються у водоймище, зменшується, оскільки частина води відводиться з шламом (Q_шл). По схемі водозабезпечення з послідовним використанням води (рис.3.4.), яке може бути двох - триразовим, кількість стічних вод, що скидаються, зменшується відповідно до втрат на всіх виробництвах і на очисних спорудах:

Q_сбр = Q_дж - ( Q_пот1 + Q_пот2 + Q_пот3 )

Q_пот1 Q_пот2

ПП - 1 ПП - 2

 

ОС Q_шл

Q_дж Q_сбр

 

- стічна вода не нагріта і забруднена

- стічна вода очищена

Рис.3.4 Послідовна система водозабезпечення

Повторне використання стічних вод після відповідного їх очищення набуло в даний час широкого поширення. У ряді галузей промисловості 90-95 % стічних вод використовується в системах оборотного водопостачання і лише 5-10 % - скидаються у водоймище.

Q_пот Q_пот Q_пот

ПП ПП ПП

 

ОС Q_шл

Q_зв Q_зв Q_зв

ОП Q_ун ОС Q_шл ОП

 

Q_дж Q_сбр Q_дж Q_сбр Q_дж Q_сбр

 

 

- вода чиста не нагріта

- стічна вода нагріта

- стічна вода не нагріта и забруднена

- стічна вода очищена

- стічна вода забруднена

- зворотня вода

ОП - охолоджувальний пристрій

Q_зв - зворотня вода

Q_ун - вода, що втрачається при випаровуванні і віднесена з охолоджувального пристрою

Рис. 3.5 Зворотнє водопостачання

Якщо в системі оборотного водопостачання промислового підприємства вода є теплоносієм і процесі використання лише нагрівається, то перед повторним застосуванням її заздалегідь охолоджують в ставку, бризкаючому басейні, градирне; якщо вода служить середовищем, що поглинає і транспортує механічні і розчинені домішки і в процесі виробництва забруднюється ними, то перед повторним застосуванням вода проходить очищення на очисних спорудах (рис. 3.5.); при комплексному використанні стічної води перед повторним застосуванням стічні води піддаються очищенню і охолоджуванню (рис.3.6).

При таких системах оборотного водопостачання для компенсації безповоротних втрат води у виробництві, на охолоджувальних установках (випаровування з поверхні, віднесення вітром, розбризкування), на очисних спорудах, а також втрат води, що скидається в каналізацію, здійснюється підживлення з водоймищ і інших джерел водопостачання. Кількість підпиточної води визначається по формулі

Q_дж = Q_пот + Q_ун + Q_шл + Q_сбр

Підживлення систем оборотного водопостачання може здійснюватися постійно і періодично. Загальна кількість води, що додається, складає 5-10% загальної кількості води, циркулюючої в системі.

Хімічні методи очищення стічних вод гальванічних відділень засновані на застосуванні хімічних реакцій, в результаті яких забруднення, що містяться в стічних водах, перетворюються на з'єднання, безпечні для споживача, або легко виділяються у вигляді опадів.

Серед відомих методів хімічної нейтралізації стічних вод, що містять ціаністі з'єднання, технічне застосування знайшли лише небагато.

Найстаріший метод заснований на виділенні іонів CN^- у вигляді важко розчинених комплексної солі, що утворюється в основному середовищі у присутності іонів Fe²⁺.

Залежно від умов в яких протікають ці реакції, виникає осад берлінської блакиті Fe₄Fe(CN)₆₃ або турнбулевої сині Fe₃ Fe(CN)₃₂. Якісне видалення іонів із стічних вод за допомогою цього методу можливо лише у разі дуже точної витримки всіх встановлених умов реакції і особливо pH, реакційного середовища.

Вживаний метод видалення ціаністих з'єднань із стічних вод базується на їх окисленні хлором (або гіпохлоритом) в основному середовищі. Найчастіше тут застосовують гіпохлорит натрію, хлорне вапно і газоподібний хлор. З'єднання ці в основному середовищі гідролізуються з отриманням іонів ClO^-, які з ціанідами реагують відповідно до реакції:

CN^- + HOCl = CNCl + OH^-; (a)

CNCl + 2OH^- = CNO^- + Сl^- + H₂O. (б)

Реакція окислення ціанідів до ціанатів протікає в 2 стадії, спочатку утворюється хлорціан, який потім гідролізується до хлорціанатів.

Оскільки хлорціан є сильно отруйливим газом, то в реакційному середовищі необхідно мати такі умови, щоб швидкість реакції (б) була б більше швидкості реакції (а). Такі умови спостерігаються у тому випадку, коли концентрація ціанідів в стічних водах менше 1 г/л, t стічних вод < 50 градусів і pH > 8,5. З досліджень швидкості гідролізу хлорціану виходить, що вона значно залежить від реакції середовища:

рН реакція середовища 8 9 10 11 12

Прод. гідрол.СNCl, ч 20 12 4 1 0,25

Встановлено, що витрата гіпохлориду при окисленні ціанідів до ціанатів також залежить від рН реакційного середовища. При рН рівному 8,5, його витрачається на 35-80% більше, ніж це витікає з розрахунків, а при рН = 11 - на 10% більше. Це пов'язано з витратою гіпохлоріту на подальше окислення частини ціанідів до двоокису вуглецю і азоту:

2CNO^- + OCl^- + H₂O = 2OH^- + Cl^- + 2CO₂ + N₂

На кінетику цієї реакції помітний вплив робить концентрація окислювача (гіпохлоріт) і рН реакційного середовища. При рН>10 швидкість її така мала, що після 24 год тільки незначна частина ціанатів піддається подальшому окисленню. У цих умовах значне прискорення реакції досягається тільки при багатократному підвищенні змісті гіпохлороту, що на практиці неможливо, оскільки висока концентрація активного хлору в стічних водах недопустима і вимагає заходів по його видаленню.

При зниженні рН до 7,5-8,5 при невеликому надлишку гіпохлороту (10%) реакція окислення ціанідів закінчується протягом 10-15 хвилин.

Теоретична витрата окислювача, виражена масою активного хлору, що йде на окислення 1 г іонів CN-, утворюваних при дисоціації простих ціанідів до ціанатів, досягає 2,84 г, а при окисленні до СО₂ і N₂ - 6,2 р. Оскільки в ціаністих стічних водах містяться також комплексні ціаніди різних металів, то для окислення 1 г СN застосовують наступну кількість хлору:

до ціанатів - 3,3 г Cl; до СО₂ і N₂ - 8,5 г Cl.

Не дивлячись на те, що ціанати в 1000 разів менш токсичні в порівнянні з ціанідами, все ж таки вони вимагають подальшої нейтралізації, яка може протікати вищенаведеним способом до СО₂ і N₂, або шляхом їх гідролізу до солей амонію по реакції

CNO^- + 2H₂O +2H⁺ = NH⁺₄ + H₂CO₃.

При рН < 3 реакція гідролізу протікає за 2 хвилини.

Гіпохлоритний метод окислення ціанідів до ціанатів застосовують при очищенні звичайних стічних вод гальванічних відділень, в яких концентрація ціанідів (у перерахунку на іони СN) не перевищує 100-200 мг/л. Стічні води з вищою концентрацією ціанідів (відпрацьовані електроліти) вимагають відповідного розбавлення, або ін. методів очищення із-за небезпеки виділення дуже отруйного ціаніду хлору.

На практиці нейтралізацію ціаністих стічних вод проводять періодичним або безперервним методом. Проте існує тенденція до установки, навіть в невеликих гальванічних відділеннях, автоматичних проточних пристроїв. Незалежно від способу накопичення стічних вод в пристроях повсюдно вживаний спосіб їх очищення заснований на окисленні ціанідів до ціанатів при рН=10-11 і подальшому їх окисленні до СО₂ і N₂ при рН = 7,5-8,5, або гідролізі до солей амонію при рН < 3.

Процес очищення ціаністих стічних вод не закінчується їх нейтралізацією ціаністих з'єднань, що містяться в них, оскільки в них ще залишаються для видалення з'єднання важких металів (цинку, міді, кадмію і ін.). Коли стічні води окисляють методом повного окислення ціанідів, то в наступній стадії процесу (окислення ціанатів до СО₂ і N₂) створюються сприятливі умови для повного виділення гідроокису металів у вигляді суспензії. При проведенні ж процесу гідролізу ціанатів до солей амонію в кислому середовищі необхідна додаткова нейтралізація кислот, що містяться в стічних водах для створення умов, що сприяють освіті і виділенню суспензії гідроокису металів.

Оскільки в повно профільних відділеннях утворюється також і решта 2 груп стічних вод (хромових і кислих з основними), того індивідуального виділення і видалення суспензії важких металів з ціаністих стічних вод не застосовують (після нейтралізації ціаністих з'єднань). Таку операцію проводять на змішаних стічних водах. Найчастіше застосовують обробку ціаністих стічних вод методом гідролізу, чим їх окислення до СО₂ і N₂.Такий метод більш простій і дешевше в експлуатації.

Кінець реакції окислення ціанідів до ціанатів можна встановити визначенням змісту ціанідів аналітичним способом. Практично було встановлено, що витримка протягом 15 хв надлишку активного хлору (5-15 мг/л) в стічних водах при рН рівному 10,5-11 визначає закінчення реакції окислення ціанідів.

Вищеописаний метод (реагентний) в даний час набув найбільшого поширення на підприємстві Коростишівське ВУВКГ знешкодження стічних вод гальванічних цехів. Основна його гідність - украй низька чутливість до початкового вмісту забруднень, а основний недолік - високий залишковий солевміст очищеної води. Останнє викликає необхідність в доочистці.

Серед методів очищення стічних вод, що мають промислове значення, окрім вже згаданих хімічних методів, уваги заслуговують іонні і електрохімічні методи. Кожний з цих методів має свої недоліки і переваги, проте вони є поза сумнівом сучаснішими в порівнянні з класичним хімічним методом. Основна перевага - нейтралізація концентрованих стічних вод, отримання цінних електролітів і чистої води, придатної для повторного використання. За допомогою таких методів можливо створення замкнутої системи циркуляції технологічної води і майже повне усунення необхідного зливу стічних вод в каналізаційну систему.

Існують ще 2 методи очистки - термічне знешкодження і мембранна технологія, які дозволяють одержати високоякісну воду і поза сумнівом набудуть ширшого поширення в майбутньому.

Термічне знешкодження стічних вод включає 2 стадії: попередня концентрація і вогняне знешкодження концентрату (шламу).

Метою 1 стадії є повернення частини води у виробництво. Вживані в основному процеси упарювання і сушки лімітуються необхідністю обліку можливості утворення відкладень на поверхні теплообміну, корозії устаткування і забруднення атмосфери шкідливими газоподібними викидами.

Вогняне знешкодження концентрату здійснюється у високо температурних печах, топках котлоагрегатів. Так, ціановмісні стоки і шлами спалюють в трубчастих печах, що обертаються і циклонних, в киплячому шарі, або в печах із завантаженням каталізатора. При цьому ціаніди повністю окислюються, а пов'язані з ним метали, виділяються у вигляді оксидів або чистих металів. Каталітичне окислення знижує робочу температуру процесу і, отже, витрата палива.

Мембранна ж технологія заснована на застосуванні мембран, які здатні затримувати практично всі багатовалентні катіони, затримуючи 50-70 % домішок. Тому їх застосування для очищення промивних стічних вод і регенерації електролітів представляється найбільш перспективним.

Застосування електрохімічних процесів доцільно для окислення ціанідів, очищення розчинів хром. кислоти, підвищення концентрації і перетворення електролітів, демінералізації розчинів.

В процесі електролізу стічних вод, що містять ціаністі з'єднання, на аноді відбувається окислення іонів CN^-, а також комплексних іонів, наприклад, [Cu(CN)₃]^2-, [Zn(CN)₄]^2- і ін. по реакції:

CN^- + 2OH^- - 2e^- = CNO^- + H₂O,

[Cu(CN)₃]^2- + 6OH^- - 7e^- = Cu²⁺ + 3CNO^- + 3H₂O,

[Zn(CN)₄]^2- + 8OH^- - 8e^- = Zn²⁺ + 4CNO^- + 4H₂O,

а на катоді наступає розрядка і виділення катіонів металу.

Іони ціанату, що утворюються в приведених реакціях, у міру підвищення їх концентрації окислюються на аноді до СО₂ і N₂ по реакції:

2CNO^- + 4OH^- - 6e^- = 2CO₂ + N₂ + 2H₂O.

Taк як, реакційне середовище основне, то на аноді протікає наступна реакція:

4ОН^- - 4е^- = О₂ + 2Н₂О.

Якщо в реакційному середовищі знаходяться ще і іони хлориду, які прискорюють і полегшують процес анодного окислення ціанідів, то на аноді і поблизу нього протікають додаткові реакції:

2Cl^- - 2e^- = 2Cl; 2Cl = Cl₂;

CN^- + 2Cl + 2OH^- = CNO^- + 2Cl^- + H₂O;

2CNO^- +6Cl + 4OH^- = 2CO₂ + N₂ + 6Cl^- + 2H₂O;

2[Cu(CN)₃]^2- + 14Cl + 12OH^- = 2Cu²⁺ + 6CNO^- + 14Cl^- + 6H₂O.

Введення хлоридних іонів в реакційне середовище приводить до значного прискорення окислення ціанідів з одночасним підвищенням виходу по струму процесу більш ніж на 100 % (в середньому з 35 до 80%) при одночасному зниженні витрати електроенергії на 30 %.

Це приписують підвищенню провідності електроліту і активній участі в реакції окислення ціанідів атомарного хлору, утворюючого в процесі розкладання хлоридного іона на аноді.

Встановлено також, що кращі результати виходять при електрохімічному окисленні дуже концентрованих розчинів ціанідів, а не їх розбавлених розчинів. Процес електрохімічного окислення ціанідів протікає за наступних умов: рН>11; концентрація хлоридів не повинна перевищувати концентрацію ціанідів більш ніж в 5 разів; приймають на 1г СN - 10г NaCl; аноди повинні бути зроблені з графіту, а катоди з кислототривкої сталі, анодна щільність струму повинна бути 0,001 А/см² (струм постійний); стічні води повинні перемішуватися стислим повітрям. У цих умовах досягається вихід по струму 80 %, а витрата електроенергії на окислення 1г CN - від 0,007 до 0,01 кВт в час.

Порівняльний аналіз вартості очищення ціаністих стічних вод хімічним і електрохімічним методом віддає перевагу електрохімічному методу, оскільки він простий в застосуванні, а також не вимагає будівництва складних пристроїв, типових для хімічного методу.

Крім того, для електрохімічних способів характерні істотне скорочення витрати хімікатів і менша потреба у виробничих площах. В результаті низького солевмісту очищеного стоку знижуються і подальші витрати на доочистку стоку з метою повторного використання води.

Очищатимемо стічні води іонообмінним методом, оскільки він дозволяє повторно використовувати до 95 % стічних вод, а також виходячи з характеристик наших стічних вод і умов ефективного функціонування вищеописаних методів. Таким чином при виборі зменшення викидів ми паралельно з використанням іонообмінного методу створюватимемо оборотний цикл водопостачання.

Гетерогенний іонний обмін або іонообмінна сорбція - це процес обміну між іонами, що знаходяться в розчині, і іонами, присутніми на поверхні твердої фази - іоніту. Очищення стічних вод методом іонного обміну дозволяє витягувати і утилізувати цінні домішки (для нашого випадку це мідь і цинк), очищати воду до ГДК з подальшим її використанням в технологічних процесах або в системах оборотного водопостачання. Принципова схема установки для очищення стічних вод показана на рис.3.6.

Рис.3.6 Схема іонообмінної установки для очищення стічних вод

1 - стоки з місткості; 2 - піщано-гравієвий фільтр; 3 - очищення активованим вугіллям; 4 - катіонообміник; 5,6 - аніонообміники; 7 - збірка чистої води для промивки колон; 8 - усереднювач

Ціаністі стоки з місткості 1 для усереднювання складу і часткового відділення механічних домішок прямують в усереднювач 8.Из апарату 8 стоки насосом подаються в піщано-гравієвий фільтр 2 для очищення від механічних домішок. Швидкість руху рідини, віднесена до поперечного перетину фільтру, 5-7 м/ч. Слідуюча ступінь - очищення активованим вугіллям в апараті 3 від маслопродуктів, ПАВ, біологічних домішок і т.д. Відфільтрована вода прямує в катіонообміник 4, заповнений смолою КУ-2, КУ-8 або КУ-23 у водневій формі. Лінійна швидкість руху рідини в цьому апараті досягає 10-20 м/ч. Після досягнення на виході концентрації сорбуємих іонів 0,02-0,03 мг.екв/л катіоніт піддається регенерації. Звільнена від катіонів вода поступає в аніонообміники 5 і 6, заповнені смолами АВ-17-8, АН-221 і ін. При змісті сорбуємих аніонів на виході з апарату 0,05-0,1 мг/л аніоніт регенерують.

Стічні води прямують на виробництво (у систему оборотного водопостачання), а промивні - в збірки концентратів для хімічного знешкодження і, в нашому випадки, для витягання міді і цинку.

Головний недолік технології іонного обміну полягає в тому, що для виділення з води елементів або солей необхідні регенеруючи кислоти або луги, які згодом у вигляді солей поступають в навколишнє середовище, викликаючи вторинне забруднення останньої.

Розділ 4 Еколого-економічна ефективність природних ресурсів

4.1 Суть, роль і значення еколого-економічної оцінки природних ресурсів

У відносності до Закону України «Про охорону природного навколишнього середовища» економічний механізм природокористування передбачає:

- взаємозв'язок господарської діяльності підприємств з раціональним використанням природних ресурсів та ефективності заходів охорони навколишнього природного середовища на основі економічних важелів;

- визначення джерел фінансування заходів щодо охорони навколишнього природного середовища

- встановлення лімітів використання природних ресурсів, скидів забруднюючих речовин у навколишнє природне середовище та розміщення відходів;

- встановлення нормативів і розмірів платежів за використовування природних ресурсів, викиди і скиди забруднення навколишнього середовища та інший шкідливий вплив;

- надання суб'єктам господарської діяльності пільг при впроваджені ними маловідходних енерго- і ресурсозберігаючих технологій нетрадиційних видів енергії здійснення інших ефективних заходів щодо охорони навколишнього природного середовища;

- відшкодування в установленому порядку збитків завданих порушенням законодавства про охорону навколишнього природного середовища.

Одним з принципів охорони довкілля визнано безоплатність загального та платність спеціального збору за забруднення навколишнього природного середовища та погіршення якості природних ресурсів, компенсації шкоди, заподіяної порушенням законодавство про охорону навколишнього природного середовища.

Економічний розвиток будь-якої країни світу і зростання народонаселення викликають різке загострення взаємовідносин поміж природою та суспільством, однією з найбільших проблем серед яких є протиріччя між обмеженим ресурсним потенціалом планети та необмежене зростаючими потребами людства. Стратегія "не чекати милості від природи", брати від природи, не турбуючись про її охорону, призводить до різкого погіршення стану навколишнього середовища й до швидкого виснаження природних ресурсів, і як наслідок - до виникнення надзвичайно серйозних екологічних проблем глобального значення, серед яких однією з найбільших є зростання дефіциту водних ресурсів та погіршення їх якості. Раціональне використання та охорона навколишнього природного середовища стають дедалі актуальнішими, поступово займаючи перший ряд серед глобальних проблем сучасності, оскільки без урахування екологічних чинників подальший розвиток суспільства стає просто неможливим. Академік В.І.Вернадський [1] висловив основоположну думку про те, що сучасне людство стало рушійною силою еволюції і що лише шляхом трансформації біосфери в сферу розуму - "ноосферу" можливе розв'язання протиріч між цивілізацією і біосферою. А протиріччя ці очевидні і грандіозні: як показують розрахунки академіка В.А.Ковди, людство в 2 тисячі разів активніше впливає на біосферу, ніж решта живого світу. Англійський фізик-теоретик Стівен Хокінг глибоко проаналізував теоретичні і соціальні проблеми сучасності і наголосив, що подальша доля нашої цивілізації залежатиме від поступу науки і збереження довкілля - без радикального розв'язання глобальних соціально-екологічних проблем існування людства стане неможливим.

Економічний механізм природокористування складається з систем економічних платежів та внесків за використання природних ресурсів, а також витрат на охорону навколишнього середовища.

Відповідно до ст. 14 Закону України „Про систему оподаткування” до податків і зборів екологічного призначення можна внести і збір за спеціальне використання природних ресурсів (що включає в себе і збір за користування надрами для видобування корисних копалин); збір за забруднення навколишнього природного середовища; збір за геологорозвідувальні роботи, виконані за рахунок державного бюджету; плату (податок) за землю.

Всі економічні платежі мають подвійне навантаження: по-перше, кошти від їх справляння повинні спрямовуватись на фінансування комплексу заходів щодо збереження і відтворення довкілля; по-друге, внаслідок їх обчислення здійснюється контроль за обсягами використання природних ресурсів, викидів та скидів забруднюючих речовин тощо. Особливості цих платежів полягають, насамперед, в тому, що нормативно-правові акти, які регламентують їх справляння, постійно балансують між сферами екологічно та податкового права. Це пов'язано з тим, що справляння зазначених платежів відбувається відповідно до вимог податкового законодавства, а нормативи платежів розраховують відповідно до нормативних актів у сфері екологічного права. У податковій відносності можна одержати статистичну інформацію про види платежів, об'єктами обчислення зборів та формування природоохоронних фондів у бюджетах усіх рівнів (табл. 4.1).

Таблиця 4.1 Розподіл платежів за використання природних ресурсів

Вид платежів	Розподіл платежів, %
	Держ. бюджет	Облас. бюджет	Місцев. бюджет
1. Збори за забруднення навколишнього природного середовища	30	50	20
2 Платежі за користування надрами: - видобування корисних копалин: - загальнодержавного значення - місцевого значення та за користування надрами в цілях, не пов'язаних з видобуванням корисних копалин пошук та розвідка родовищ корисних копалин	40 - 80 -	60 100 20 -	- - - -
3. Збір за геологорозвідувальні роботи, виконані за рахунок державного бюджету	100	-	-

Таблиця 4.2 Галузевий перелік водозахисних об'єктів

Напрям водозахисної діяльності	Об'єкти	Спорудиі устаткування
Очисні споруди Мережі каналізації	Станції механічного, фізико-хімічного і біологічного| очищення виробничих і господарчо-побутових стічних вод. Окремі споруди первинного очищення стічних вод. Дослідні установки і цехи|, призначені для розробки методів очищення стічних вод. Установки і споруди для збору, транспортування, переробки і ліквідації рідких виробничих відходів. Полігони і установки для знешкодження промислових відходів тих, що забруднюють водоймища і підземні води	Ставки-відстійники, ставки кислих вод, акумуляторні, буферні, окислювальні та інші ставки; реагентне господарство очисних споруд екстракційні, хлорні іонообмінні, флотації, електрокоагуляції, електролізні установки; установки вакуумної відгонки| ціанідів, шламовідстійніків, шламо- і дощонакопичувачі, хвостохранилища|.
Оборотне водопостачання	Системи повернення для потреб технічного водозабезпечення скидних стічних вод після|потім| їх відповідного очищення і обробки	Водоводи, водорозподільні мережі|сіті|, насосні станції, відстійники, хвосто-| і шламозберігачі|, біологічні ставки, станції кондиціонування оборотної води, очисні споруди|спорудження| продувальних вод.
Повторно послідов водопостачання	Системи повторно-послідовного водопостачання постачання, зокрема води, що поступає від інших підприємств.	Водоводи і водорозподільні мережі, охолоджувальні споруди, насосні станції, очисні споруди.

4.2 Методика розрахунку і системи показників сплати скидів шкідливих речовин у водне середовище

1.1 Справжній порядок передбачає плату по нормативах з об'єднань, підприємств і організацій за скиданн у водні об'єкти забруднюючих речовин;

1.2.Встановлюються два види нормативів платні за скидання забруднюючих речовин в природне середовище:

- за допустимі (в межах встановлених лімітів) скидання|скиди| забруднюючих речовин;

- за перевищення допустимих скидань забруднюючих речовин.

1.3 Нормативи платні за скидання забруднюючих речовин в природне середовище в установленому порядку доводяться починаючи з1991 року до підприємств у складі довготривалих економічних нормативів.

1.4 Нормативи платні за допустимі скидання забруднюючих речовин в природне середовище визначаються на основі витрат, необхідних місцевою радою|порадою| депутатів на виконання в плановому періоді заходів щодо зниження забруднення природного середовища з урахуванням відрахувань до міського і державного фондів охорони природи, віднесених до загальної маси скидань шкідливих речовин в природне середовище, встановлених в плані.

1.5 Нормативи платні за перевищення, допустимих скидань забруднюючих речовин визначаються в кратному розмірі по відношенню до нормативу платні за допустимі скидання забруднюючих речовин, а величина цих нормативів повинна забезпечувати перевищення витрат, які необхідно було здійснити для зниження скидань забруднюючих речовин до встановлених лімітів.

1.6 Розміри платні підприємств за допустимі скидання забруднюючих речовин в природне середовище визначаються як твір відповідних нормативів платні за одиницю маси скидань на величину допустимого скидання забруднюючих речовин підприємствами в природне середовище, встановлення в плані економічного і соціального розвитку даної території, за вирахуванням капітальних вкладень, власних природоохоронних заходів, що направляються підприємствами на здійснення, в плановому періоді.

1.7. Платня підприємств за допустимі (в межах встановлених лімітів) скидання забруднюючих речовин проводиться за рахунок прибутку підприємства.

Платня підприємств за перевищення допустимих (щодо встановленні лімітів) скидань забруднюючих речовин проводиться за рахунок госпрозрахункового доходу колективу.

Розміри платні підприємств за перевищення допустимих скидань забруднюючих речовин в природне середовище визначаються як твір відповідних нормативів платні за одиницю маси скидань на величину перевищення фактичної маси скидані над встановленим лімітом скидані і на коефіцієнт кратності вказаного перевищення.

Засоби, що відраховуються у формі платежів за скидання забруднюючих речовин в природне середовище, перераховуються підприємствами у відповідні установа банку на спеціальний рахунок для формування місцевих фондів охорони природи, використовуваних на проведення природоохоронних заходів.

2. Рекомендації за визначенням платежів за скиданням шкідливих речовин у водні джерела.