Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью

Лукьянчиков, Дмитрий Игоревич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью
ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью"

На правах рукописи

Лукьянчиков Дмитрий Игоревич

ЗАЩИТА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД КУРСКОЙ ОБЛАСТИ ОТ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДОВ С ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ

Специальность 25.00.27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

6 ДЕК 2012

Курск-2012

005056854

Диссертационная работа выполнена на кафедре физической географии и геоэкологии Курского государственного университета

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кумани Михаил Владимирович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор,

заведующий кафедрой географии и геоэкологии Белгородского научно-исследовательского университета,

Корнилов Андрей Геннадьевич

Доктор геолого-минералогических наук, заведующая кафедрой экологической геологии Воронежского Государственного университета, Косинова Ирина Ивановна

Ведущая организация: Курская Государственная сельскохозяйственная

академия имени профессора И.И. Иванова

Защита состоится 19 декабря 2012 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете, по адресу: 394043 г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд.408.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского государственного педагогического университета. Текст автореферата размещён на официальном сайте Воронежского государственного педагогического университета: http: //www.vspu. ac.ru.

Автореферат разослан «16» ноября 2012 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 394043 г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86. Естественно-географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02. Факс 8 (4732) 55-27-27. E-mail: shmykov@vspu.ac.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета, Шмыков В.И.

кандидат географических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ухудшение качества водных ресурсов, в частности, поверхностных вод суши - одна из глобальных проблем современности. Предотвращение дальнейшего загрязнения поверхностных вод и поиск недорогих и эффективных способов уменьшения уже имеющегося загрязнения — весьма актуальные направления современных исследований в области гидрологии, гидрохимии, гидроэкологии.

Один из аспектов антропогенного загрязнения поверхностных вод в Курской области - наличие точечных источников сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. При этом в современных условиях экономики Курской области (высокие тарифы на электроэнергию, плата за сброс недоочшценных вод) большинство предприятий-водопользователей испытывают дефицит средств для эксплуатации, модернизации, а тем более для строительства новых высокотехнологичных очистных сооружений. Это приводит к недостаточной степени очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод и к еще большему негативному воздействию на водные ресурсы. Для решения этой проблемы имеет смысл разрабатывать и совершенствовать эффективные и экономичные методы доочистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, используя возможности природных и природно-антропогенных водных экосистем к самоочишению и нейтрализации загрязняющих веществ.

Одним из перспективных и альтернативных методов очистки сточных вод является применение биопрудов с высшими водными растениями (ВВР), в которых используются естественные процессы самоочищения воды.

Цель работы. Разработка эффективных мероприятий по очистке промышленных сточных вод в биопрудах различной конструкции с высшими водными растениями в условиях Курской области.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1) провести лабораторную оценку очистки промышленных сточных вод в биолопгческнх прудах с высшими водными растениями;

2) обосновать целесообразность применения биопрудов с высшими водными растениями для очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод от органических и минеральных загрязнений;

3) дать оценку эффективности очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод от органических и минеральных загрязнений в естественных условиях эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями;

4) Разработать рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах.

Объект исследования: поверхностные воды Курской области, испытывающие влияние промышленных и хозяйственно-бытовых стоков после очистки и доочистки в биопрудах.

Предмет исследования: очистка сточных вод различного происхождения в биопрудах с высшей водной растительностью.

Научная новизна. Впервые для Курской области дана оценка эффективности очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в биопрудах с высшими водными растениями, показано что в условиях Курской области они значительно улучшают санитарно-химические и санитарно-микробиологические показатели качества воды и приближают их к качеству воды поверхностных водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения.

Личный вклад. Автору принадлежит основная идея и постановка задач исследования; он принимал непосредственное участие в полевых исследованиях, сборе, систематизации и статистической обработке фактических данных. Автором выполнен многосторонний анализ полученных результатов, разработаны рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах.

Теоретическая и методологическая база исследований. Исследование базируется на разработках ведущих отечественных научных школ и их представителей в области мониторинга и охраны водных ресурсов, геоэкологии, гидрологии и гидрохимии, экологического проектирования и экспертизы.

Выбор методов исследования определен результатами исследований Винберга Г.Г., Акольнина А.П., Гончарука Е.Г., Горюновой C.B., Денисовой А. И., Нахшиной Е. П., Жердева В.Н., Казмирука В.Д., Калинина И.В., Кумани М.В., Мережко А.И., Нежиховского P.A., Русиной О.Н., Смольянинова В.М., Романенко H.A. и других ученых.

Исходные материалы и методы исследования. В основу работы положены данные натурных исследований автора на биологических прудах Курской области, а также фондовые материалы Курского отдела Донского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов РФ, ЦЛАТИ, ТЦ «Курскгеомониторинг» и кафедры физической географии и геоэкологии Курского государственного университета.

В ходе работы применялись традиционные методы географических исследований: сравнительно-описательный математико-статистический, картографический, экспедиционный, стационарный, метод экспериментальных исследований и наблюдений, метод ГИС-технологий. При этом были использованы программные средства ArcGIS (версия 9.3).

Практическое значение работы. Разработаны и переданы в отдел водных ресурсов по Курской области Донского водного бассейнового управления рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах (имеется справка о внедрении). Результаты работы были использованы в учебном процессе в ФГБОУ Курский государственный университет при разработке семинарских и лекционных занятий по курсам «Геоэкология и

природопользование», «Экологическое проектирование и экспертиза» (имеется справка о внедрении).

Защищаемые положения:

1. Методика исследования эффективности очистки сточных вод в биопрудах и их влияния на поверхностные воды Курской области.

2. Результаты изучения антропогенного загрязнения поверхностных вод и типов биопрудов Курской области.

3. Оценка эффективности работы биопрудов в разных технологических схемах и их влияния на качество вод в реках-приемниках стоков.

4. Методические подходы к расчету эффективности работы биопрудов в условиях Курской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Региональной научно-практической конференции «Современное состояние и проблемы охраны окружающей среды города Курска и его окрестностей» (Курск, 2009), Всероссийской научно-технической конференции «Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения» (Тула, 2009), VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и научных работников «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2009), Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула, 2010), Международной научно-практической конференции «Географические исследования: история, современность и перспективы» (Курск, 2010), VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География, геоэкология, геология: опыт научных исследований» (Днепропетровск 2010), VIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География, геоэкология, геология: опыт научных исследований в контексте международного сотрущшчества и интеграции» (Днепропетровск, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 192 страницах, вкшочает введение, четыре главы, заключение, библиографический список, состоящий из 158 источников (в том числе 30 на иностранном языке) и приложений.

Защищаемые положения: 1. Методика исследования эффективности очистки сточных вод в бнопрудах и их влияния на поверхностные воды Курской области.

Ведущими специалистами в области гидрологии, гидрохимии, гидроэкологии, охраны вод от загрязнения (Алекин, Никаноров, Дмитриев, Коронкевич, Ясинский, Винберг, Акольнин, Жердев, Мережко, Русина, Петин, Кумани, Смольянннов, 1980-2012, и др.) разработаны методы изучения антропогенных воздействий на поверхностные воды, дана оценка влияния источников техногенного загрязнения на качество поверхностных вод, разработаны способы очистки поверхностных вод от загрязнения.

Применение биопрудов с высшей водной растительностью для очистки поверхностных вод от загрязнений

Анализ механизмов очистки сточных вод в биопрудах по литературным источникам;сбор информации о биопрудах Курской области.

Определение характера загрязнения поверхностных вод Курской области, выявление приоритетных загрязнителей вод региона.

Выбор объектов детальных исследований - наиболее характерных для Курской области биопрудов различной конструкции и рек-приемников сточных вод.

Выбор перечня ингредиентов и показателей для оценки эффективности очистки вод в биопрудах

Мониторинг качества очистки сточных вод в биопрудах

Отбор проб воды

Отбор проб допных отложений

материалы ведомств, занимающихся мониторингом биопрудов

СО

Г)

Выявление эффективности очистки, ее закономерностей для различных видов биопрудов; оценка влияния очистки в биопрудах на качество поверхностных вод

Разработка расчетных методик проектирования биопрудов в условиях Курской области

С «

Разработка рекомендаций по совершенствованию устройства биопрудов в Курской области

Рисунок 1: Схема методики исследования, принятой в работе.

Проведенный анализ научной литературы, фондовых материалов и методических рекомендаций по проектированию и использованию биопрудов позволил реализовать методику исследования эффективности очистки сточных вод в биопрудах и их влияния на поверхностные воды Курской области. Особенностью нашей методики является региональный подход как к особенностям загрязнения поверхностных вод, так и к природным условиям функционирования биопрудов. В исследовании применялись методы полевых исследований, картографические, математические, статистические и сравнительные методы, с помощью которых были выявлены закономерности очистки в биопрудах различной конструкции приоритетных загрязнителей вод, оценено влияние работы биопрудов на качество поверхностных вод, разработаны расчетные методики проектирования биопрудов и рекомендации по их использованию в условиях Курской области.

Схема методики исследования, принятой в работе, представлена на рисунке 1. Исследование проходило в 3 этапа: на 1 (предварительном) этапе были сформулированы цель и задачи исследования, проанализированы литературные источники, определены приоритетные загрязнители вод области, выбраны объекты детальных исследований. На 2 этапе (собственно исследование) осуществлялся мониторинг качества вод, включающий в себя отбор проб воды в фоновых и контрольных створах рек-приемников сточных вод, сточных вод на входе и выходе из проточных биопрудов и очистных сооружений. В непроточных биопрудах пробы воды отбирались на входе в пруд и на противоположном конце. Также отбирались пробы донных отложений прудов. На 3 этапе проводилась интерпретация полученных результатов мониторинга и разработка расчетных методик проектирования биопрудов и рекомендаций по совершенствованию их устройства в условиях Курской области.

2. Результаты изучения антропогенного загрязнения поверхностных вод и типов биопрудов Курской области.

Реки западной части Курской области находятся в бассейне Днепра (79% площади), восточной — в бассейне Дона. Хотя речная сеть в Курской области довольно развита, через ее территорию не протекают многоводные реки. К категории «больших» относятся 2 реки (Сейм, Псел), К категории «средних» -6 (Свапа, Тускарь, Оскол, Тим, Кшень, Олым). 99,1% от количества всех водотоков относятся к категории «мельчайших», «самых малых» и «малых» и составляют 82,6% общей протяженности речной сети области.

Все реки области по химическому составу относятся к гидрокарбонатному классу группе кальция, минерализация рек средняя: для Сейма она составляет 168-434 мг/л в период половодья и поднимается до 649 мг/л в межень, для Тускари характерны значения 120-389 мг/л в период половодья и 619-771 мг/л в межень. В реках области преобладает удовлетворительный кислородный режим.

Многолетние наблюдения показывают, что основными источниками загрязнения поверхностных водных объектов являются недостаточно

очищенные сточные канализационные воды, сточные воды промышленных предприятий и поверхностный сток с территорий населенных пунктов области. На территории Курской области загрязненность воды рек бассейна Днепра несколько выше, чем на территории соседних областей. Это связано с тем, что в пределах области находятся верховья рек и их небольшие по длине притоки, которые не справляются с возникающим загрязнением в силу их малой водности и невысокой способности к самоочищению.

На химический состав вод оказывают влияние предприятия-водопользователи. В настоящий момент для реки Сейм это МУЛ «Курскводоканал», ООО «Химволокно», «Курская региональная генерация» (ТЭЦ - 1), ЗАО «Курскрезинотехника», ОАО «Курскэнергосбьгг», расположенные в пределах города Курска. В г. Льгов на химический состав вод реки влияет «Путевая машинная станция № 338 МЖД» (филиал ОАО РЖД), в г. Рыльск - МУЛ «Водоканал».

На химический состав воды р. Тускарь влияют загрязнения, поступающие со сточными водами предприятия «Курская региональная генерация» (ТЭЦ - 4).

Река Свапа испытывает влияние сточных вод, сбрасываемых в реку и ее притоки - Чернь, Речица, Рясник, Песочная МУП «Горводоканал», ОАО «Михайловский ГОК», МУП «Транспортные линии» г. Железиогорска и ООО «Коммунальная служба» поселка Магнитный.

В реку Усожа в районе г. Фатеж организованный сброс сточных вод отсутствует, в нее попадают ливнестоки с урбанизированных территорий и с/х угодий.

Река Суджа в районе слободы Замостье принимает сточные воды ОАО «Суджанский маслодельный комбинат».

Класс качества воды по УКИЗВ по данным ТЦ «Курскгеомониторинг» для рек бассейна Днепра: Псел (пункт наблюдения на границе Курской и Сумской (Украина) областей, с. Горналь), Сейм (пункт наблюдения на границе Курской и Сумской областей, п. Теткино), Свапа (створы выше Михайловского водохранилища в с. Локтионово, в верхнем бьефе и ниже гидроузла Михайловского водохранилища) в последние годы был на уровне «2» -слабозагрязненная. В настоящее время качество воды в реке Сейм в контрольном створе в д. Лебяжье относится к категории чистая.

Реки бассейна Дона - Тим, Кшень, Олым, Оскол и Геросим не испытывают влияния промышленных предприятий, сточные воды не оказывают заметного воздействия на качество их вод. Главную роль в загрязнении рек играют стоки с сельхозугодий.

По данным ТЦ «Курскгеомониторинг» класс качества воды по УКИЗВ для рек бассейна Дона: Тим (пункт наблюдения в с. Алексеевка), Кшень (пункт наблюдения в с. Михайлоанненка), Олым (пункт наблюдения в с. Набережное), Оскол (пункты наблюдения в с. Никольское и с. Бараново), Геросим (пункт наблюдения в с. Бекетово) в последние годы был на уровне - «2» слабозагрязненная.

Таким образом, наиболее типичными загрязнителями для рек области, по которым ПДК, как правило, всегда превышены, являются соединения меди, железо общее, нефтепродукты, нитритный и аммонийный азот, органические вещества по БПК5 и ХПК, фосфаты.

В Курской области поверхностные воды подвергаются значительному антропогенному воздействию на территории Курского, Курчатовского и Железногорского промышленных ареалов. Основные источники поступления органических и биогенных веществ - сточные воды очистных сооружений и сток с урбанизированных территорий. В Железногорском промышленном ареале к этому добавляется сброс дренажных вод из карьера и с отвалов Михайловского горно-обогатительного комбината.

В Курском промышленном ареале загрязнению подвергаются реки Сейм, Тускарь и Кур. Но уже в фоновых створах для г. Курска ПДК по некоторым показателям органического и биогенного загрязнения превышены.

Присутствие в поверхностных водах в значительном количестве биогенных и органических веществ обусловлено характером антропогенных воздействий в сочетании с природными особенностями области. Поэтому при контроле качества вод в Курской области им уделяется особое внимание. Аналогичная ситуация характерна и для других ареалов интенсивного антропогенного воздействия. Но при этом диффузные источники загрязнения, расположенные по всему водосбору, формируют повышенные фоновые значения загрязняющих веществ по всей длине рек.

Таким образом, нами в качестве наиболее характерных загрязняющих веществ вод Курской области на предмет эффективности очистки в биопрудах и влияния на поверхностные воды были изучены формы азота (нитратный, нитритный, аммонийный), фосфаты, органические вещества по БПК5, взвешенные вещества, нефтепродукты, железо общее, медь. Донные отложения прудов исследовались на предмет содержания в них тяжелых металлов: меди, цинка, хрома, никеля, кобальта, свинца и кадмия.

т*

Рисунок 2: Дифференциация отраслей хозяйства, применяющих биопруды в Курской области

На территории Курской области насчитывается 28 биопрудов с ВВР для очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Они применяются на предприятиях различных отраслей хозяйства: 14 в жилищно-

■ ЖКХ

(ЭПищевая промышленность

□ Животноводство

□ Химическая промышленность

□ Электротехническая промышленность

коммунальном хозяйстве, 4 на предприятиях пищевой промышленности, 2 в отрасли животноводства, 2 в химической промышленности, 5 в электротехнической промышленности, 1 в атомной энергетике (Рис. 2). В 18 биопрудов поступают предварительно очищенные промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды, а в 10 случаях сброс производится без предварительной очистки в очистных канализационных сооружениях. В Курской области преобладают бессточные биопруды, которых насчитывается 19 против 9 проточных прудов.

По месту в системе очистки сточных вод выделяют следующие типы биологических прудов:

1. Проточные пруды, расположенные перед очистными сооружениями.

2. Проточные пруды, расположенные после очистных сооружений.

3.Проточные пруды, в которые поступают сточные воды без предварительной очистки.

4. Непроточные пруды, расположенные после очистных сооружений.

5.Непроточные пруды, в которые поступают сточные воды без предварительной очистки.

Таким образом, в качестве объектов детального изучения нами были выбраны биологические пруды каждого из имеющихся в Курской области типов: 1. г. Курск - Заливы на Химвлокно; 2. г. Курск - Ж/Д округ (ул. Соловьиная); 3. г. Обоянь - МУП «Водозабор»; 4. п. Искра - МУП «Курскеодоканал»; 5. п. Солнечный - ООО «Сахар-Золотухино»; 6. м. Свобода - ООО «Свободинский электромеханический завод»; 7. г. Суджа - ООО «Суджанский МДК»; 8. г. Курск - Кожевенный завод; 9. Хвостохранилище Михайловского ГОКа (Рис.3).

Рисунок 3: Местоположение биопрудов, выбранных в качестве объектов детального изучения

3. Оценка эффективности работы биопрудов в разных технологических схемах н их влияния на качество вод в реках-приемниках стоков.

На основе результатов химических анализов проб воды и донных отложений, проведенных в течение 2007-2009 годов, была оценена эффективность работы разных типов биопрудов и их влияние на качество вод в реках-приемниках стоков. Эффективность очистки сточных вод в биопрудах выражена в процентах к исходным значениям ингредиентов и показателей загрязнения вод, поступающих в биопруды.

Основные характеристики биопрудов приведены в таблице 1.

На предприятии «Сахар Золотухине», эксплуатирующем каскад биопрудов, расположенных перед очистными сооружениями, происходит наибольшая эффективность очистки от нитритного азота (95,7%), взвешенных веществ (66,7%) и нефтепродуктов (46,7%). Наибольшей эффективности очистка вод от нитратов достигает в весенние и летние месяцы при их низких концентрациях, так как в этот период в водоемах преобладают процессы нитрификации — окисления нитритов до нитратов. Также в весеннее-летний период наибольшей эффективности достигает очистка от взвешенных веществ, потому что высшие водные растения выступают как барьер, осаждающий взвеси на дно прудов. Эффективность очистки от нефтепродуктов приблизительно одинакова во все сезоны года. После биопрудов стоки проходят очистку на очистных сооружениях и попадают в реку Усожа. При этом сбрасываемые воды с очистных сооружений не превышают фоновых показателей качества вод в Усоже, а значения содержания нитратов и нефтепродуктов даже ниже, чем их фоновые показатели.

На ООО «Суджанский маслодельный комбинат», эксплуатирующем каскад биопрудов, расположенных после очистных сооружений, наблюдается наибольшая эффективность очистки от взвешенных веществ (94,3%), органических веществ по БПК5 (94,1%), аммонийного азота (72%), нитратов (70,2%), нитритов (62,3%) и нефтепродуктов (56,2%), В весенние и летние месяцы в биопрудах очистка от аммонийного азота достигает наибольшей эффективности, очистка от нитритов улучшается при увеличении их концентраций, а эффективность очистки от нитратов, наоборот, снижается при увеличении их концентраций в этот период. Это, также как и в первом случае, связано с преобладанием процессов нитрификации. Очистка от органических веществ по БПК5 характеризуется снижением ее эффективности при повышении значений летом, очистка же от нефтепродуктов характеризуется повышением ее эффективности в зимние месяцы. Очистка от взвешенных веществ наиболее эффективно происходит в летние месяцы. Влияние очищенных стоков на качество вод в реке Смердица проявляется в незначительном увеличении концентраций содержащихся в сбрасываемых водах ингредиентах: они превышают фоновые значения на сотые-десятые доли мг/л, но при этом не превышают предельно допустимых концентраций для водоемов рыбохозяйственного назначения (таблица 2), за исключением аммонийного азота и БПК5.

Таблица 1

Характеристики биопрудов Курской области раътичпых типов

Предприятие, Тип пруда осуществляющее эксплуатацию биопрудов Средня* температура воды летом Средняя температура воды зимой Ооъем пруда, м3 Площадь пруда, м2 Глубина пруда, м Объем поступающих стоков в сутки, м1 Время полного водообмена, суг. Река-приемник сточных вод

000«Сахар каскад из 3-х протечных Золотухине» прудов, расположенных перед очистными сооружениями И,5 3.7 4500 850 б 927 5 р. Усожа

ОАО «Суджанскмй каскад нэ 3-х проточных маслодельный прудок, расположенных после комбинат» очистных сооружений 17,6 2.2 28190 22000 1,3 529 50 Р- Смердииа

ООО Одиночный проточный «Курс кхимвол окно » 19,5 3,1 25000 8260 3 6800 3,7 р. Сейм

ШИ Одиночный проточный «Курскводоканол» 17,5 3,4 280000 63500 4,5 96000 3 р. Сейм

ООО Каскад из 5-и непроточных, «Свободинский расположенных иослс элсктромсханичсск очистных сооружений ий завод» 16Д5 3.4 15820 2800 5,5 2400 7 -

МУП «Водозабор», Одиночный непроточный, г, Оооянь расположенный после очистных сооружений 13 3.5 220000 40000 5,5 731 300 -

ОАО «Курский Одиночный непроточный, кожзавод» расположенный после очистных сооружений 17 4 700000 117000 6 5100 138 -

Таблица 2

Влияние сточных вод очистных сооружений ООО «Суджанский МДК» на качество воды в р. Смердица

N0, N0 3 Р Хлорид ы 504 Нефтеп Р одукты Взвешенные вещества Сухой остато к БПК 5

р. Смердица 100 м выше сброса сточных вод (мг/дмЗ)

макс. 0,37 5 0,03 5 1,2 0,14 19,7 9,6 0,018 6,8 389,0 1,27

среди 0,22 0,03 3 1,1 9 0,01 6 14,66 9,0 0,014 6,0 361,6 1,2

р. Смердица 100 м ниже сброса сточных вод (мг/дмЗ)

макс. 0,4 0,03 9 1,4 0,2 31,86 9,8 0,027 7,1 486,0 1,86

среди 0,25 0,03 7 1,2 8 0,08 27,42 9,2 0,022 6,18 406,36 1,75

Поступление сточных вод на очистные сооружения (мг/дмЗ)

макс. 29,1 0,33 10, б 0,37 1247,4 31,4 2 0,369 438,2 1023,3 936, 2

среди 22,6 0,28 9,5 4 0,26 485,0 14,8 0,16 387,3 910,6 879, 6

Поступление сточных вод в пруды-отстойники (мг/дмЗ)

макс. 4,44 0,18 5,5 0,28 138,6 28,2 1 0,168 123,8 663,0 54,7

средн 1,82 0,14 5,0 4 0,17 50,4 11,8 0,07 108,31 524,0 46,5

Сброс сточных вод в р. Смердица (мг/дмЗ)

макс. 2,4 0,13 2,1 0,2 120,5 28,1 8 0,08 10,2 548 5,3

средн 0,51 0,05 1,5 0,14 38,3 11,7 0,03 6,2 424,0 2,72

пдк 0,40 0,08 40, 0 0,20 300 100 0,050 - 1000 2,0

Эффективность очистки сточных вод на очистных сооружениях (%)

92,0 50,0 47, 1 34,6 89,6 20,3 56,2 72,04 42,4 94,7

Эффективность очистки сточных вод в прудах-отстойниках (%)

72,0 62,3 70, 2 17,6 24,0 0,85 57,1 94,3 19,1 94,1

В городе Курске для доочистки сточных вод используются 2 залива реки Сейм (рис. 4), в которые поступают сточные воды предприятия ООО «Курскхимволокно» и городских очистных сооружений МУП «Курскводоканал». Наибольшая эффективность очистки в заливах после очистных сооружений Химволокно и Курскводоканала достигается по аммонийному азоту (81,3% и 90,7% соответственно), фосфатам (68,4% и 84,2%), нитритам (61,2% и 65,4%), нитратам (75,4%) и железу общему (50%). В результате прохождения вод через заливы происходит снижение концентраций аммонийного азота в 5-10 раз, нитритов - более чем в 3 раза, фосфатов - в 3

раза, показателя БПК5 - в 2 раза. Таким образом, качество вод после очистки в заливах с высшими водными растениями доводится до фоновых показателей. Но уже через 500 метров после выхода вод из заливов в р. Сейм увеличивается содержание аммонийного азота в 6 раз, фосфатов - в 2,5 раза, что указывает на иные источники загрязнения этой реки, не связанные со сточными водами Химволокно и Курскводоканала, проходящими через заливы.

В настоящее время в Курской области наблюдается тенденция перевода проточных биопрудов в непроточный режим. Так, МУП «Водозабор» г. Обоянь перевел одиночный пруд, расположенный после очистных сооружений в непроточный режим, тем самым прекратив какое-либо влияние стоков на качество поверхностных вод.

Рисунок 4: Расположение заливов р. Сейм и очистных сооружений 000«Курскхимволокно» и МУП«Курскводоканал»

Условные обозначения: 1 - Очистные сооружения МУП «Курскводоканал»;

2 - Очистные сооружения ООО «Курскхимволокно»; 3 - Заливы; 4 - Река Сейм

Характерной особенностью работы всех исследованных нами непроточных прудов является довольно низкая эффективность очистки от нитратов и нитритов, что указывает на явное преобладание в непроточных прудах процесса денитрификации. При этом эффективность очистки от аммонийного

азота остается довольно высокой и составляет 93-98%. Показатели эффективности очистки от нефтепродуктов и органическому веществу по БПК5 остаются в целом такими же, как и для проточных биопрудов. Также в непроточных биопрудах достигаются довольно высокие показатели очистки от тяжелых металлов, составляющие 50-78%. Показатели работы непроточного биопруда представлены в таблице 3.

Таблица 3

Показатели качества сточных вод МУП «Водозабор» на разных этапах

очистки

n11, n02 ы03 р Ре Нефтепродукты Взвешенные вещества бпк5

Поступление сточных вод на очистные сооружения (мг/дмЗ)

макс. 33,6 1,56 24,3 11,6 3,6 1,21 837,2 8,3

среди. 24,9 0,48 19,1 9,02 2,2 0,52 529,1 6,42

Поступление сточных вод в пруд (мг/дмЗ)

макс. 2,79 0,079 20,3 2,55 2,5 0,121 79,1 7,2

средн. 0,99 0,069 14,34 1,16 0,91 0,073 50,3 5,2

В пруду (мг/дмЗ)

макс. 0,69 0,077 17,14 2,86 0,43 0,093 49,6 6,74

средн. 0,36 0,066 15,2 0,83 0,2 0,057 19,03 4,33

ПДК 0,40 0,08 40,0 0,20 0,1 0,050 - 2,0

Средняя эффективность очистки сточных вод на очистных сооружениях (%)

96,02 85,6 24,9 87,1 58,6 85,9 90,5 19,0

Средняя эффективность очистки сточных вод в биологическом пруду (%)

63,6 4,35 -5,66 28,4 78,02 21,9 62,1 16,7

Эффективность очистки с точки зрения влияния на поверхностные воды (%)

100 100 100 100 100 100 100 100

Нами были отобраны и проанализированы донные отложения из проточных биопрудов очистных сооружений ООО «Сахар Золотухино» с целью определения в них концентраций тяжелых металлов. Тяжелые металлы в донных отложениях содержатся в концентрациях, которые не превышают ПДК для тяжелых металлов в почве (таблица 4), что свидетельствует о безопасности использования илистых осадков биопрудов ООО «Сахар Золотухино» в сельском хозяйстве в качестве удобрения для кормовых культур.

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях биопрудов ООО

«Сахар Золотухино»

Си 2п Сг № Со

Концентрация в пробе (мг/кг) 2,77 9,3 1,1 1,07 0,26

ПДК в почве 3 23 6 4 5

Фон по Курской области 22,0 52,0 82,0 33,0 10,0

Также нами были отобраны и проанализированы донные отложения из непроточного биопруда поселка Искра Курского района, принадлежащего предприятию МУЛ «Курскводоканал». Донные отложения из этого биопруда содержат тяжелые металлы в концентрациях, значительно превышающих ГГДК (Табл.5).

Таблица 5

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях биопруда МУП __«Курскводоканал»__

2а Сё РЬ Си

Концентрация в пробе (мг/кг) 142,7 74,4 107,1 59,7

ПДК в почве 23 2 30 3

Фон по Курской области 52,0 - 16,0 22,0

Исходя из этого, можно сделать вывод, что предприятие МУП «Курскводоканал» перевело данный пруд в непроточный режим для того, чтобы избавить себя от платежей за сброс сточных вод в реку Тускарь и полностью исключить затраты на мероприятия по очистке пруда от донных отложений. Тем не менее, судя по значениям концентраций тяжелых металлов, данный пруд необходимо периодически чистить от донных отложений. При этом донные отложения придется утилизировать в качестве отходов.

На сегодняшний день в Российской Федерации отсутствуют предельно допустимые концентрации (ПДК) для химического загрязнения взвешенных веществ и донных отложений поверхностных водотоков и водоемов. Отсутствие нормативной базы не обеспечивает эффективного мониторинга экологического состояния донных отложений. Поэтому вероятен риск вторичного загрязнения поверхностных вод и природной среды из донных отложений.

4. Методические подходы к расчету эффективности работы биопрудов в условиях Курской области.

При разработке расчетной методики проектирования объемов биопрудов для условий Курской области за основу нами была взята методика, предложенная в 1980 году О.Н. Русиной.

Согласно этой методике биологические пруды для очистки и доочистки сточных вод проектируют одиночными или каскадными (2-4-х ступенчатыми), в зависимости от необходимой степени очистки.

При проектировании биологических прудов требуемые объемы рассчитывают по формуле:

где - объем биологического пруда или каскада биологических прудов (м3), I — расчетное время пребывания сточных вод в биологических прудах (сут), (3 — объем поступающих в пруды сточных вод (м3/сут).

Расчетное время пребывания сточных вод в каскаде биологических прудов вычисляют по формуле [Русина, 1980]:

1 1 4

а-Ку Ц

где а - коэффициент использования объемов прудов (при соотношении ширины и длины биологического пруда от 1:1 до 1:3 а=0,35 при уменьшении этого соотношения до 1:30 а=0,8), К1 - константа скорости разложения органических загрязнений (определяется по табл.6), Ь0 - БПК5 поступающих в пруд сточных вод (мг/дм3), Ц - БГТК5 очищенных сточных вод (мг/дм3). Ь, рассчитывают исходя из того, что в каждом пруду из каскада биологических прудов Ь0 будет снижаться на 50%.

Расчетное время пребывания сточных вод в одиночном биологическом пруду вычисляют по формуле [Русина, 1980]:

а-К,

1ёТ~¥

где а — коэффициент использования объемов прудов (при соотношении ширины и длины биологического пруда от 1:1 до 1:3 а=0,35 при уменьшении этого соотношения до 1:30 а=0,8), К! - константа скорости разложения органических загрязнений (определяется по табл.6), Ь0 - БПК5 поступающих в пруд сточных вод (мг/дм3), Ц - БПК5 очищенных сточных вод (мг/дм3). Ц рассчитывают исходя из того, что в биологическом пруду 1_о снизится на 50%. Ьв - остаточная БПК5 , обусловленная внутриводоемными процессами (значение Ьв принимают: для теплого периода 3 мг/дм3 и для холодного 2 мг/дм3.)

После расчета объема биологического пруда или каскада прудов вычисляют их площадь и глубину исходя из имеющейся свободной для их строительства земли [Русина, 1980].

Таблица 6

Величины К, для расчета необходимых объемов биологических прудов

Т,"С К, Т,°С К, Т,°с К, Т,°с К, Т,°С К,

3 0,046 9 0,061 15 0,080 21 0,105 27 0,138

4 0,048 10 0,063 16 0,083 22 0,11 28 0,144

5 0,05 11 0,066 17 0,087 23 0,115 29 0,15

б 0,053 12 0,069 18 0,091 24 0,120 30 0,157

7 0,055 13 0,073 19 0,095 25 0,126 - .

8 0,058 14 0,076 20 0,1 26 0,131 - -

Согласно предлагаемой автором методике в формуле для расчета времени пребывания сточных вод в каскаде биологических прудов значение БПК5 очищенных сточных вод снижается на 50% после всех прудов каскада, а не на 50% в каждом пруду из каскада биологических прудов. Сравнение фактической эффективности с предлагаемой автором и существовавшей ранее методикой представлено на рисунке 5.

Эффективность очистки по БПК-5 в каскаде прудов

100--

Золотухине) Суджа Свобода

♦ Эффективность по методике Русиной • Фактическая эффективность а Эффективность по авторской методике

Рис. 5 - Эффективность очистки сточных вод по БПК5 в каскаде биопрудов

Для расчета времени пребывания сточных вод в одиночном биологическом пруду автором предлагается в формуле для расчета эффективность очистки по БПК5 принимать равной 15%, а не 50%. Сравнение фактической эффективности с предлагаемой автором и существовавшей ранее методикой представлено на рисунке 6.

60 т-

50 -

* 402 305 20 -

а 10-

° -10-20 --30 -

Эффективность очистки по БПК-5 в одиночном пруду

Кг2 = #м/д

Курск, кожевенный завод Курск, дачный поселок

♦ Эффективность по методике Русиной ■ Фактическая эффективность

* Эффективность по авторской методике

Рис. 6 - Эффективность очистки сточных вод по БПК5 в одиночном пруду

Также при расчете объема проектируемого на территории Курской области биологического пруда необходимо применять в формуле константу скорости разложения органических загрязнений для наиболее низких температур (-3 °С). Это связано с тем, что на территории Курской области значительную часть года наблюдаются низкие температуры.

После расчета необходимого объема биологического пруда или каскада прудов вычисляют их площадь. Рекомендуется сооружать пруды глубиной прудов 1,5 - 2,5 метра. При большей площади и меньшей глубине процессы очистки и доочистки сточных вод в прудах должны происходить более эффективно, в результате большего поступления в водную толщу кислорода, необходимого ВВР. Также неглубокие пруды удобнее очищать от донных отложений.

Практически все существующие методики по расчету эффективности и рекомендации по проектированию биопрудов ориентируются на очистку от органических веществ, поэтому для расчетов часто берут показатель БПК5. Наши исследования показали, что органические вещества — далеко не единственный загрязнитель сточных вод, и процессы очистки от биогенных веществ и тяжелых металлов также протекают в биопрудах весьма эффективно. Для того чтобы определить, от каких характеристик биопрудов зависит эффективность очистки, нами были получены регрессионные уравнения вида:

у = Ш1Х|+т2Х2+....+Ь;

показывающие зависимость введенного нами коэффициента эффективности очистки от таких характеристик биопрудов, как температура воды, объем пруда, его площадь, глубина, объем поступающих стоков и время полного водообмена в пруду.

Коэффициент очистки по каждому веществу и показателю рассчитывался следующим образом:

К,фф — С1/С2;

Где С1 - концентрация вещества (показателя) на входе в биопруд;

С2 - концентрация вещества на выходе из пруда.

Таким образом, при значении КЭф4,, равном 1, очистки не происходит, при значении КЭфф меньше 1 происходит загрязнение вод по определенному веществу или показателю, а при значении Кэфф больше 1 происходит очистка, причем чем выше его значение, тем эффективнее очистка.

Таблица 7:

Коэффициенты к уравнению для эффективности очистки от фосфатов

Время Объем Глубина Площадь Объем температура b

полного поступающих пруда пруда пруда

водообмена стоков

0,421393 0,081071 -5,4845 -0,00055 -0,0005 -0,149 -26,57

Далее, используя эти коэффициенты в регрессионном уравнении, мы можем вычислить оптимальные характеристики для пруда, подставляя нужное значение коэффициента эффективности (у) в уравнение.

Таким образом, при усовершенствовании работы биопруда или при его проектировании в Курской области, можно рассчитать его оптимальные характеристики для нужной степени очистки стоков.

Основные выводы и предложения

На основании выполненного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Одним из экологически безопасных подходов к решению проблемы доочистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод в Курской области является применение в схемах очистки сточных вод биопрудов с высшими водными растениями. Доказано, что в них происходит уменьшение концентраций загрязняющих веществ.

2. Наибольшей эффективности очистка вод от загрязнений достигает в проточных биопрудах Курской

3. Использование непроточных биологических прудов для доочистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод положительно сказывается не только на состоянии поверхностных водных объектов, но и на финансовом положении предприятий, которые их применяют.

4. Очистка производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод происходит в биологических прудах в круглый год, но в теплое время года процессы самоочищения протекают более эффективно. В период вегетации изъятие загрязнений выполняют стебли и листва ВВР, а в холодный период -их корневая система.

5. Илистые осадки биологических прудов обладают высоким удобряющим эффектом при выращивании сельскохозяйственных культур, но при их применении должны учитываться ПДК для тяжелых металлов в почве. В случае использования сельскохозяйственных культур для пищевых целей помимо исследования содержания тяжелых металлов необходимо так же проводить санитарно-бактериологические исследования донных отложений с целью выявления в них возбудителей заразных болезней. Целесообразность применения донных отложений в качестве удобрения должна оцениваться экономическим расчетом в каждом конкретном случае.

7. При расчете объема проектируемого на территории Курской области биологического пруда необходимо применять в формуле константу скорости разложения органических загрязнений для наиболее низких температур.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Опыт использования биологических прудов для очистки поверхностных вод от загрязнений / A.A. Борзенков, М.В. Кумани, Д.И. Лукьянчиков // Современное состояние и проблемы охраны окружающей среды города Курска и его окрестностей.: сб. статей по матер. Региональной научно-практической конференции, 22 апреля 2009 г. / отв. ред. Н. В. Чертков. - Курск: Курск, гос. ун-т, 2009. - С. 10-16.

2. Значение донных отложений в загрязнении водных экосистем / Д.И. Лукьянчиков // Доклады Всероссийской науч.-технич. конф. «Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения» под общ. ред. Э.М. Соколова - Тула: Изд-во «Инновационные технологии», 2009. - С. 42-43.

3. Формирование техногенных донных отложений и их влияние на гидробионты / A.A. Борзенков, М.В. Кумани, Д.И. Лукьянчиков // Научно-технический журнал Астраханского государственного университета «Геология, география и глобальная энергия». №4 2009. - С. 179-183.

4.* Применение биологических прудов для доочистки сточных вод в Курской области. / A.A. Борзенков, М.В. Кумани, Д.И. Лукьянчиков // Электронный научный журнал Курского государственного университета «Ученые записки». 2010 №1 URL: http://scientific-notes.ru/pdf/013-12.pdf (время обращения 23.01.2012).

5. Применение биологических прудов с высшей водной растительностью в качестве альтернативного метода доочистки сточных вод / A.A. Борзенков, Д.И. Лукьянчиков // Доклады Всероссийской науч.- технич. конф. «Приоритетные направления развития науки и технологий» под общ. ред. Э.М. Соколова - Тула: Изд-во «Инновационные технологии», 2010. - С. 7-10.

6. Влияние техногенных донных отложений на гидробионтов / Д.И. Лукьянчиков // Географические исследования: история, современность и перспективы.: сб. статей по матер, междунар. научно-практической конференции, 23 апреля 2010 г. / отв. ред. Н. В. Чертков. - Курск: Курск, гос. ун-т, 2010.-С. 141-143.

7. Формирование техногенных донных отложений в пределах города Курска / A.A. Борзенков, Д.И. Лукьянчиков // сборник научных докладов и сообщений по итогам УП Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География, геоэкология, геология: опыт научных исследований». Днепропетровск 11-14 мая 2010 г./ Под ред. проф. Л.И. Зеленской. - Днепропетровск: 1МА-прес, 2010. - Вып. 7. С. 14-16.

8.* Использование биологических прудов в процессе очистки промышленных вод от загрязнений и использование их илистых осадков в сельском хозяйстве / Д.И. Лукьянчиков // Теоретический и научно-практический журнал «Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии». №6 2010. - С. 55-57.

9. Использование непроточных биологических прудов для доочистки сточных вод на примере Курской области / Д.И. Лукьянчиков // сборник научных докладов и сообщений по итогам VIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География,

геоэкология, геология: опыт научных исследований в контексте международного сотрудничества и интеграции». Днепропетровск 11 - 14 мая 2011 г./ Под ред. проф. Л.И. Зеленской. - К.: ГНПП «Картография», 2011. -Вып. 8. С. 128-130.

10.* Эффективность очистки сточных вод в биологических прудах / Д.И. Лукьянчиков // Теоретический и научно-практический журнал «Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии». №6 2011. — С. 53.

*издания, рекомендованные ВАК

Содержание диссертации

Введение

1. Теоретические и методические аспекты эксплуатации и проектирования биопрудов для защиты поверхностных водных ресурсов от хозяйственно-бытовых и промышленных стоков

1.1. Современные представления о видах антропогенного воздействия на поверхностные воды и применении биопрудов для нейтрализации их загрязнений

1.2. Классификация и химический состав сточных вод

1.3. Теоретические основы очистки и доочистки сточных вод в биопрудах

1.3.1. Основные факторы самоочищения сточных вод в биопрудах

1.3.2. Влияние альгофлоры биопрудов на процессы уменьшения содержания в них биологических, органических и минеральных загрязняющих веществ

1.3.3. Роль высших водных растений в процессах доочистки сточных вод

1.3.4. Бактерицидные свойства высшей водной растительности при доочистке сточных вод в биопрудах

1.3.5. Расчетные методы проектирования биопрудов

1.3.6. Техническое устройство и характеристика биопрудов с высшими водными растениями

1.4. Донные отложения как неотъемлемая составляющая гидроэкосистемы пруда

1.4.1 Механизмы формирования донных отложений

1.4.2. Накопление биогенных элементов в донных отложениях водоема

1.4.3. Тяжелые металлы в донных отложениях

1.4.4. Влияние техногенных донных отложений на гидробионтов

1.5. Методика и материалы и собственных исследований

1.5.1. Полевые исследования

1.5.2. Аналитические исследования

1.5.3. Способы обработки полученных результатов

2. Физико-географические и антропогенные факторы формирования гидрологического и гидрохимического режима биопрудов Курской области

2.1. Географическое положение

2.2. Геологическое строение

2.3 Рельеф

2.4. Климат

2.5. Подземные воды и их загрязнение

2.6. Поверхностные воды

2.6.1. Реки

2.6.2. Характер загрязнения рек, качество вод

2.6.3. Озера, пруды и водохранилища

2.6.4. Водная биота

2.7. Почвенно-растительный покров

3. Применение биологических прудов с высшей водной растительностью для доочистки сточных вод

3.1. Характеристика биологических прудов, расположенных на территории Курской области

3.2. Результаты оценки эффективности очистки и доочистки сточных вод в биологических прудах различных типов на предприятиях Курской области.

3.2.1. Проточные пруды, расположенные каскадным способом перед очистными сооружениями

3.2.2. Проточные пруды, расположенные каскадным способом после очистных сооружений

3.2.3. Заливы реки Сейм, используемые как проточные пруды, расположенные после очистных сооружений

3.2.4. Непроточные пруды, расположенные каскадным способом после очистных сооружений

3.2.5. Одиночные непроточные пруды, расположашые после очистных сооружений

3.2.6. Одиночный непроточный пруд, в который поступают сточные воды без предварительной очистки.

3.2.7. Хвостохранилище Михайловского ГОКа как разновидность непроточного пруда

3.3. Результаты изучения донных отложений биопрудов, как важной составляющей гидроэкологической системы прудов

4. Рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах

4.1. Разработка расчетных методик проектирования биопрудов в условиях Курской области

4.2. Рекомендации по проектированию и эксплуатации биологических прудов

4.3. Экономическая эффективность применения биопрудов Заключение

Список использованной литературы Приложения

Лукьянчиков Дмитрий Игоревич

Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью

Автореферат

Подписано в печать «12» ноября 2012 г. Формат 60x84/16 Объем 1,5 п.л. Печать офсетная. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 2377

Изд-во Курского государственного университета 305000, г. Курск, ул. Радищева, д. 33 Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Лукьянчиков, Дмитрий Игоревич

Введение.

1. Теоретические и методические аспекты эксплуатации и проектирования биопрудов для защиты поверхностных водных ресурсов от хозяйственно-бытовых и промышленных стоков.

1.1. Современные представления о видах антропогенного воздействия на поверхностные воды и применении биопрудов для нейтрализации их загрязнений.

1.2. Классификация и химический состав сточных вод.

1.3. Теоретические основы очистки и доочистки сточных вод в био прудах.

1.3.1. Основные факторы самоочищения сточных вод в биопрудах.

1.3.2. Влияние альгофлоры биопрудов на процессы уменьшения содержания в них биологических, органических и минеральных загрязняющих веществ.

1.3.3. Роль высших водных растений в процессах доочистки сточных вод.

1.3.4. Бактерицидные свойства высшей водной растительности при доочистке сточных вод в биопрудах.

1.3.5. Расчетные методы проектирования биопрудов.

1.3.6. Техническое устройство и характеристика биопрудов с высшими водными растениями.

1.4. Донные отложения как неотъемлемая составляющая гидроэкосистемы пруда.

1.4.1 Механизмы формирования донных отложений.

1.4.2. Накопление биогенных элементов в донных отложениях водоема.

1.4.3. Тяжелые металлы в донных отложениях.

1.4.4. Влияние техногенных донных отложений на гидробионтов.

1.5. Методика и материалы и собственных исследований.

1.5.1. Полевые исследования.

1.5.2. Аналитические исследования.

1.5.3. Способы обработки полученных результатов.

2. Физико-географические и антропогенные факторы формирования гидрологического и гидрохимического режима биопрудов Курской области.

2.1. Географическое положение.

2.2. Геологическое строение.

2.3 Рельеф.

2.4. Климат.

2.5. Подземные воды и их загрязнение.

2.6. Поверхностные воды.

2.6.1. Реки.

2.6.2. Характер загрязнения рек, качество вод.

2.6.3. Озера, пруды и водохранилища.

2.6.4. Водная биота.

2.7. Почвенно-растительный покров.

3. Применение биологических прудов с высшей водной растительностью для доочистки сточных вод.

3.1. Характеристика биологических прудов, расположенных на территории Курской области.

3.2.1. Проточные пруды, расположенные каскадным способом перед очистными сооружениями.

3.2.2. Проточные пруды, расположенные каскадным способом после очистных сооружений.

3.2.3. Заливы реки Сейм, используемые как проточные пруды, расположенные после очистных сооружений.

3.2.4. Непроточные пруды, расположенные каскадным способом после очистных сооружений.

3.2.5. Одиночные непроточные пруды, расположенные после очистных сооружений.

3.2.6. Одиночный непроточный пруд, в который поступают сточные воды без предварительной очистки.

3.2.7. Хвостохранилище Михайловского ГОКа как разновидность непроточного пруда.

3.3. Результаты изучения донных отложений биопрудов, как важной составляющей гидроэкологической системы прудов.

4. Рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах.

4.1. Разработка расчетных методик проектирования биопрудов в условиях Курской области.

4.2. Рекомендации по проектированию и эксплуатации биологических прудов.

4.3. Экономическая эффективность применения биопрудов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью"

Актуальность темы. Ухудшение качества водных ресурсов, в частности, поверхностных вод суши - одна из глобальных проблем современности. Предотвращение дальнейшего загрязнения поверхностных вод и поиск недорогих и эффективных способов уменьшения уже имеющегося загрязнения - весьма актуальные направления современных исследований в области гидрологии, гидрохимии, гидроэкологии.

Один из аспектов антропогенного загрязнения поверхностных вод в Курской области - наличие точечных источников сбросов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. При этом в современных условиях экономики Курской области (высокие тарифы на электроэнергию, плата за сброс недоочищенных вод) большинство предприятий-водопользователей испытывают дефицит средств для эксплуатации, модернизации, а тем более для строительства новых высокотехнологичных очистных сооружений. Это приводит к недостаточной степени очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод и к еще большему негативному воздействию на водные ресурсы. Для решения этой проблемы имеет смысл разрабатывать и совершенствовать эффективные и экономичные методы доочистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, используя возможности природных и природно-антропогенных водных экосистем к самоочищению и нейтрализации загрязняющих веществ.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1) провести лабораторную оценку очистки промышленных сточных вод в биологических прудах с высшими водными растениями;

Личный вклад. Автору принадлежит основная идея и постановка задач ' исследования; он принимал непосредственное участие в полевых исследованиях, сборе, систематизации и статистической обработке фактических данных. Автором выполнен многосторонний анализ полученных результатов, разработаны рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных технологических схемах.

Теоретическая и методологическая база исследований.

Исследование базируется на разработках ведущих отечественных научных школ и их представителей в области мониторинга и охраны водных ресурсов, геоэкологии, гидрологии и гидрохимии, экологического проектирования и экспертизы.

Практическое значение работы. Разработаны и переданы в отдел водных ресурсов по Курской области Донского водного бассейнового управления рекомендации по совершенствованию устройства и эксплуатации биопрудов с высшими водными растениями в различных' технологических схемах (имеется справка о внедрении). Результаты работы были использованы в учебном процессе в ФГБОУ Курский государственный университет при разработке семинарских и лекционных занятий по курсам «Геоэкология и природопользование», «Экологическое проектирование и экспертиза» (имеется справка о внедрении).

Защищаемые положения:

2. Результаты изучения антропогенного загрязнения поверхностных вод и типов биопрудов Курской области.

4. Методические подходы к расчету эффективности работы биопрудов в условиях Курской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Региональной научно-практической конференции «Современное состояние и проблемы охраны окружающей среды города Курска и его окрестностей» (Курск, 2009), Всероссийской научно-технической конференции «Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения» (Тула, 2009), VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и научных работников «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2009), Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула, 2010), Международной научно-практической конференции «Географические исследования: история, современность и перспективы» (Курск, 2010), VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География, геоэкология, геология: опыт научных исследований» (Днепропетровск 2010), VIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «География, геоэкология, геологи я: опыт научных исследований в контексте международного сотрудничества и интеграции» (Днепропетровск, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 192 страницах, включает введение, четыре главы, заключение, библиографический список, состоящий из 158 источников (в том числе 30 на иностранном языке) и приложений.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Лукьянчиков, Дмитрий Игоревич

Заключение

На основании выполненного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Одним из экологически безопасных подходов к решению проблемы доочистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод в Курской области является применение в схемах очистки сточных вод 'биопрудов с высшими водными растениями. Доказано, что в них происходит уменьшение концентраций загрязняющих веществ.

2. Наибольшей эффективности очистка вод от нитратов и нитритов достигает в проточных биопрудах Курской области, однако в непроточных биопрудах наблюдается довольно высокая эффективность очистки от тяжелых металлов. Очистка от органических соединений происходит с одинаковой эффективностью как в проточных, так и в непроточных биопрудах.

4. Очистка производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод происходит в биологических прудах круглый год, но в теплое время года процессы самоочищения протекают более эффективно, так как в период вегетации изъятие загрязнений выполняют стебли и листва ВВР, имеющие значительную биомассу, а в холодный период - только их корневая система. Также на эффективности очистки сточных вод в биопрудах сказываются сезонные особенности кислородного, температурного режима и направленность внутриводоемных процессов нитрификации-денитрификации,.

5. Илистые осадки биологических прудов обладают высоким удобряющим эффектом при выращивании сельскохозяйственных культур, но при их применении должны учитываться ПДК для тяжелых металлов в почве. В случае использования сельскохозяйственных культур для пищевых целей, помимо исследования содержания тяжелых металлов необходимо также проводить санитарно-бактериологические исследования донных отложений с целью выявления в них возбудителей заразных болезней. Целесообразность применения донных отложений в качестве удобрения должна оцениваться экономическим расчетом в каждом конкретном случае.

7. Большинство существующих методик по расчету эффективности очистки в проектируемых биопрудах ориентируются на показатель БПК5. В условиях Курской области для таких расчетов необходимо применять в формуле константу скорости разложения органических загрязнений для наиболее низких температур. Но органические вещества - далеко не единственный загрязнитель сточных вод, поэтому при проектировании биопрудов необходимо брать во внимание также коэффициенты эффективности очистки от биогенных веществ и тяжелых металлов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Лукьянчиков, Дмитрий Игоревич, Курск

1. Авакян А.Б., Шарапов В.А. Водохранилища гидроэлектростанций

2. СССР. М:, "Энергия", 1968. 398 с.

3. Акольнин А. П., Бухгалтер Л. Б., Кравец В. В. Использование ВВР для глубокой очистки СВ // Энергосбережение и водоподгот. 1997. -№ 3. - С. 64-66.

4. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств конце XX столетия / под ред. Н. И. Коронкевича, И. С. Зайцева. М.: Наука, 2003. - 367 с.

5. Атлас Курской области / под ред. Р. В. Кабановой. -Екатеринбург, 2000. 48 с.

6. Бандман А. Л. Вредные химические вещества. М.: Химия, 1988. -512 с.

7. Билявский Г. О., Бутченко Л. И., Навроцкий В. М. Основы экологии: теория и практика: начальное пособие. Киев: Либра, 2002. - 352 с.

8. Бреховских В. Ф., Волкова 3. В., Кирпичникова Н. В. и др. Особенности накопления тяжелых металлов в донных отложениях и высшей водной растительности заливов Иваньковского водохранилища // Вод. ресурсы. -2001. Т. 28. - № 4. - С. 441-447.

9. Винберг Г. Г., Остапеня П. В., Сивко Т. Н. и др. Биологические пруды в практике очистки сточных вод / под ред. П. В. Остапеня. Мн.: Изд-во «Беларусь», 1966. -232 с.

10. Возбуцкая А.Е. Химия почв : учеб. пособие для гос. ун-тов. 3-е изд. - М.: Высш. шк., 1968. - 427 с.

11. Воронова О. К., Смирнова Л. Л. О возможности доочистки сточных вод гидролизно-дрожжевого производства // Вод. ресурсы. 1997. — Т. 24.-№ 1. - С. 61-65.

12. Воскресенский К. П. и др. Влияние деятельности человека на водные ресурсы и гидрологические процессы // Труды IV Всесоюз. гидрол. съезда.-Л.: 1975.-Т. 1.-С. 62-63.

13. Гармонов И. В. Грунтовые воды степных и лесостепных районов Европейской части СССР и их гидрохимическая зональность // Труды лаборатории гидрогеологических проблем им. Саваренского. М., 1958. -Т. 17.-С. 186-198.

14. Гидроэкологическая токсикометрия и биоиндикация загрязнения: теория, методы, практика применения / под ред. И. Т. Олексива, Л. П. Брагинского. Львов: Свет, 1995. -228 с.

15. ГорюноваС. В. Прижизненные выделения водорослей, их физиологическая роль и влияние на общий режим водоемом // Гидробиологический журнал. К., 1966. - Вып. 4. - С. 80-88.

16. ГорюноваС. В., РжановаГ. Н., Орлеанский В. К. Синезеленые водоросли. М.: Наука, 1969. - 229 с.

17. Денисова А. И., Нахшина Е. П., Новиков Б. И., Рябов А. К. Донные отложения водохранилищ и их влияние на качество воды. К.: Наук, думка, 1987.- 164 с.

18. Добровольский В. В. Тяжелые металлы в окружающей среде и глобальная геохимия: доклад конф. I // Тяжелые металлы в окружающей среде / под ред. В. В. Добровольского. М:: Изд-во Моск. ун-та, 1980. - С. 312.

19. Добровольский Л. Б. Обеззараживание сточных вод микроводорослями // Сельскохозяйственное использование сточных вод и навозных стоков. М.: ВНИИГиМ, 1986. - С. 109-112.

20. Доклад о состоянии и охране окружающей среды на территории Курской области в 2010 году. Курск, 2011. - 233 с.

21. Дроздова Т. В. Органическое вещество как показатель некоторых геохимических процессов в осадочных отложениях // Междунар. геохим. конгр.: тез. докл. Ч. 4. -М.: Наука, 1971. С. 905-906.

22. Дубянский А. А., Скоркин А. А. Геология и подземные воды Курской и Орловской областей. Воронеж: Изд-во ЦЧП, 1947. 256 с.

23. Жердев В. Н., Дегтярев С. Д. Природоохранные аспекты оценки поверхностных водных ресурсов // Вестник Воронежского отдела Русского географического общества. Вып.2. Т. 1. Воронеж: Изд-во ВГПУ, 1999. -С. 9-16.

24. Жукова JI. А. Осадки сточных вод в качестве удобрения // Химизация сельского хозяйства. 1988. - №10. - С. 35-39.

25. Журов В. Н. Совершенствование работы искусственно аэрируемых прудов и методики их расчета // Водоснабжение и сан. техника. -1999.-№1.-С. 10-12.

26. Зайцева Н. В., Жолдакова 3. И., Степанова М. Б. и др. Методы экспериментального и математического моделирования процессов естесственного самоочищения водоемов: Гигиен, оценка. // Гигиена и санитария. 1990. - № 11. - С. 85-87.

27. Зарубаев Н. В. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. JL: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1976. - 223 с.

28. Зенкевич Л. А. Биология морей СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-740 с.

29. Зори А. А., Коренев В. Д., Хламов М. Г. Методы, средства, системы измерения и контроля параметров водных сред. Донецк: РИА ДонГТУ, 2000. - 388 с.

30. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. М: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

31. Иларов Н. А. Обеззараживание и очистка сточных вод малых населенных пунктов в криолитзоне // Тез. докл. конф. «Пробл. криол. Земли», посвящ.90-летию со дня рожд. П. И. Мельникова, Пущино, 20-24 апр. 1998. -Пущино, 1998. С. 1-10.

32. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. -Новосибирск: Наука, 1991. 151 с.

33. Кабанова Р. В., Кудинова М. Р., Соколовский Л. Б. География Курской области. Курск: КГПУ, 1997. - 112 с.

34. Казарновский Ю. Э. Гидрологические и водохозяйственные расчеты при проектировании прудов. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 162 с.

35. Казмирук В. Д., Казмирук Т. Н., Бреховских В. Ф. Зарастающие водотоки и водоемы. Динамические процессы формирования донных отложений. М.: Наука, 2004. - 312 с.

36. Калина Г. П., Чистович Г. Н. Санитарная микробиология. М.: Медицина, 2005. -390 с.

37. Калинин И. В., Матвеев В. И., Стрелков А. К. Доочистка сточных вод с использованием высших водных растений // Тез. докл. обл. конф. «Повышение эффективности работы предприятий водоочистки и водоотведения г. Куйбышева». Куйбышев, 1990. - С. 5-8.

38. Картавый С. И., Войцеховский В. Г., Попенко В. Н. и др. Методические рекомендации по эксплуатации биологических прудов с высшими водными растениями. К., 2006. - 28 с.

39. Картавый С. И. и др. Интенсификация процессов доочистки и обеззараживание сточных вод с помощью высших водных растений / С. И. Картавый, В. В. Портной, В. Н. Попенко, Н. В. Грищенко, В. Г. Гузь // Гигиена населенных мест. 2002. - Вып. 39. - С. 80-86.

40. Карюхина Т. А., Чурбанова И. Н. Химия воды и микробиология : учеб. для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1995. -208 е.: ил.

41. Касатиков В. А. и др. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение при внесении осадков городских сточных вод / В. А. Касатиков, С. М. Касатикова, М. М.Султанов, В. И. Усенко, Н. Н. Шабардина // Агрохимия. 1999. - №3. - С. 50-60.

42. Катанская В. М. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. Л.: Наука, 1981. - 187 с.

43. Климат Курска / под ред. Ц. А. Швера. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.-112 с.

44. КлоковаВ. М., Широкая 3. О., Паньков И. В. и др. Накопление радионуклидов высшими водными растениями и структура их зарослей в Припятском отроге Киевского водохранилища // Гидробиол. журнал. 1993. -Т. 29.-№5.- С. 61-72.

45. Корте Ф. Бахадир М., Клайм В. Экологическая химия: пер. с нем. М.: Мир, 1997.-396 с.

46. Костюченко С. В. Ультрафиолетовое излучение — современный метод обеззараживания воды // Водоснабжение и сан. техника. 2002. - № 4.- С. 25-27.

47. Кравец В. В. Доочистка сточных вод в непроточных биологических прудах // Водоснабжение и санитарная техника. 1975. - № 7.- С. 5-7.

48. Кравец В. В. Интенсификация процессов доочистки и обеззараживания сточных вод в биологических прудах и их санитарная оценка // Водные ресурсы. 1976. - № 5. - С. 205-209.

49. Кравец В. В. Интенсификация процессов самоочищения воды в биологических прудах, являющихся третьей ступенью очистки сточных вод // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. М.: Наука, 1975.-С. 147-151.

50. Кумани М. В. Влияние рыбного хозяйства на биоразнообразие в бассейне Днепра. К.: Академпериодика, 2003. - 138 с.

51. Кумани М. В. Исследование поверхностных вод Курской области биоиндикационными методами // География на рубеже веков: Проблемы регионального развития: материалы междунар. науч. конференции. Т. 2. -Курск: КГПУ. 1999. С. 28-45.

52. Кумани М. В., Борзенкова И. А. Влияние эрозионных процессов на химический состав поверхностных вод // XVII пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Краснодар: КГАУ, 2002. - С. 128-130.

53. Куприянов В. В., Скакальский Б. С. Урбанизация и ее влияние на режим и качество поверхностных вод // Водные ресурсы. 1973. - № 2. - С. 172-181.

54. Лавриненко Р. Ф. К вопросу о формировании химического состава атмосферных осадков // Мат. 3-й междунар. конф. «Естественные и антропогенные аэрозоли». 24-27 сентября 2001 г. СПб, 2003. - С. 14-35.

55. Ленова Л. И., Ступина В. В. Водоросли в доочистке сточных вод. -К.: Науч. мысль, 1990. 184 с.

56. Лукина Л. Ф., Смирнова Н. Н. Физиология высших водных растений. К.: Науч. мысль, 1988. - 188 с.

57. Лукьянчиков Д. И. Эффективность очистки сточных вод в биологических прудах // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии: теоретический и научно-практический журнал. 2011. - №6 - С. 53.

58. Маевский П. Ф. Флора средней полосы Европейской части СССР. -Л.: Колос, 1964.-880 с.

59. Мартынова М. В. Азот и фосфор в донных отложениях озер и водохранилищ. -М.: Наука, 1984. 160 с.

60. Мережко А. И. Высшие водные растения и их значение для формирования качества воды // Проблемы гидробиологии и альгологии. К., 1978.-Вып. 11.-С. 213-224.

61. Мережко А. И. Роль высших водных растений в самоочищении водоемов // Гидробиологический журнал. К., 1973. - № 4. - Т. IX. - С. 118125.

62. Мережко А. И., Смирнова Н. Н., Бугорок В. П. Формирование зарослей рогоза узколистого и функциональная активность его корней системы // Гидробиология. 1979. - Вып. 7. - С. 20-25.

63. Мережко А. И., Шиян П. Н., Ляшенко А. Н. О поглощении водными растениями ДДТ, свинца и некоторых органических кислот из водоемов // Формирование и контроль качества поверхностных вод. 1976. -Вып. 2. - С. 105-109.

64. Мерзлая Г. Е. и др. Агроэкологическая оценка использования осадка сточных вод / Г. Е. Мерзлая, Г. А. Зябкина, И. А. Нестерович, Т. П.Фомкина // Агрохимия. 1995. - №5. - С. 102-108.

65. Мизандронцев И. Б. Химические процессы в донных отложениях водоемов. Новосибирск: Наука, 1990. - 176 с.

66. Михайлов В. Н., Добровольский А. Д. Общая гидрология. М.: Высш. шк., 1991.-368 с.

67. Молоков М. В., Шифрин В. Н. Очистка поверхностного стока с территорий и промышленных площадок. -М.: Стройиздат, 1977. 104 с.

68. Наметкин С. С. Химия нефти: в 2 ч. 3-е изд. -М., 1955

69. Наумова Н. Н. Использование фитофильных комплексов для доочистки сточных вод // II Международный конгресс по управлению отходами ВэйстТэК-2001, Москва, 5-8 июня, 2001. Тезисы докладов: СИБИКО Инт. 2001. С. 382-383.

70. Нахшина Е. П. Тяжелые металлы в системе «вода — донные отложения» водоемов (обзор) // Гидробиол. журн. 1985. - № 2. - С. 80-90.

71. Нежиховский Р. А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 228 с.

72. Николаев В. Н., Бурлаков В. П., Лобова В. И. Модификация биологических прудов для очистки промышленных и сельскохозяйственных стоков // ЭКВАТЭК-2000: 4-и Междунар. конгр. «Вода: экол. и технол.», Москва, 30 мая-2 июня, 2000. М., 2000. - С. 557-558.

73. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектах рыбохозяйственного значения. -М., 2010.-214 с.

74. Носов А. В. Оценка толщины обменного слоя донных отложений в замкнутых и слабопроточных водоемах // Метеорология и гидрология. — 1985. -№ 10.-С. 23-35.

75. Овцов JI. П. Сельскохозяйственное использование сточных вод: справочник. М.: Росагропромиздат, 1989. - 223 с.

76. Овчинников А. М. Общая гидрогеология. М.: Гос. науч.-тех. изд-во литературы по геологии и охране недр, 1955. - 385 с.

77. Органические удобрения: справочник. М.: Агропромиздат, 1988. 207 с.

78. Основные гидрологические характеристики. Т. 6. Вып. 2. JI.: Гидрометеоиздат, 1984. - 157 с.

79. Очерки о природе Курской области / под ред. Р. В. Кабановой и О. П. Лукашовой. Курск: КГПУ, 1999. - 112 с.

80. Пааль Л. Л. Справочник по очистке природных и сточных вод. -М.: Высш. шк., 1994. 335 с.

81. Петербургский А. В. Питание растений и применение минеральных удобрений. М.: Колос, 1982. - 304 с.

82. Плысюк А. А., Попова С. Д. Третичная очистка сточных вод // Химия и технология воды. 1990. - Т. 12. - № 9. - С. 846-849.

83. Покровская С. Ф. Использование осадка сточных вод в качестве удобрений (краткий обзор) // Сельское хозяйство за рубежом. 1978. - №1. -С. 16-17.

84. Попенко В. Н. Вируцилидная активность зеленых водорослей и некоторых видов высших водных растений // Водные ресурсы на рубеже XXI ст. Проблемы рационального использования, охраны и воспроизведения: междунар. науч.-практ. конф. К., 2003. - С. 17.

85. Попенко В. Н. Эффективность доочистки сточных вод в биопрудах, засаженных высшими водными растениями // Охрана водного бассейна и контроль качества воды: Научная конференция молодых ученых. -К., 2004.-С. 81-84.

86. Портной В. В. О влиянии некоторых видов водорослей рода Бсепеёезтиз на развитие фитопланктона и доочистку сточных вод в биологических прудах // Наука и техника в городском хозяйстве. К.: Строитель, 1974. - Вып. 25. - С. 147-153.

87. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (утв. минводхозом СССР, главным государственным санитарным врачом СССР, минрыбхозом СССР 16.05.1974 № 1166-74)

88. Репин Б. Н., Русина О. Н., Афанасьева А. Ф. Биологические пруды для очистки сточных вод пищевой промышленности. М: Пищевая промышленность, 1999. - 207 с.

89. Романенко Н. А. и др. Использование животноводческих стоков, сточных вод и их осадков для орошения и удобрения сельскохозяйственных культур / Н. А. Романенко, Р. П. Воробьева, 3. М. Гафурова, В. В. Стучков. -М., 1995.-271 с.

90. Русина О. Н. Методические рекомендации по проектированию биологических прудов. М.: Госгражданстрой, 1980. - 46 с.

91. Русина О. Н. Роль микроводорослей в очистке животноводческих сточных вод // Водоснабжение и сан. техника. 1982. - № 6. - С. 23-24.

92. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод вот загрязнения. СанПиН № 4630-88. М., 1988. - 69 с.

93. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М., 1997. - 30 с.

94. Сиренко Л. А., Козицкая В. Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. К.: Науч. мысль, 1988. - 256 с.

95. Скирдов И. В., Альманейфи А. А. Интенсификация очистки сточных вод в биологических прудах // Водоснабжение и сан. техника. -1999.-№ 2.-С. 28-30.

96. Смирнова А. Я., Умнякова Л. В., Гольберг В. М. Грунтовые воды и их естественная защищенность от загрязнения на территории Воронежскойобласти. Воронеж, 1986. - 108 с.

97. Смольянинов В. М. Подземные воды Центрально-Черноземного региона: условия их формирования, использование. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003.-250 с.

98. Смольянинов В. М., Хруцкий С. В. Условия строительства прудов в ЦЧО // Механизация сельского хозяйства, землеустройство и гидрология: сб. Воронеж, 1970. - С. 76-82.

99. Справочник по гидрохимии / под ред. А. М. Никанорова. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 392 с.

100. Справочник по климату СССР. Вып. 28. Ч. II. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 234 с.

101. Страхов Н. М., Бродская Н. Г., Князева Л. М. Образование осадков в современных водоемах. М.: Изд. АН СССР, 1954. - 792 с.

102. Сюняев X. X., Чибиев Н. М. Использование ОСВ в качестве удобрения зерновых культур // Сб. науч. трудов КФ МСХА. Калуга, 1994. -С. 25-27.

103. Таварткиладзе И. М., Тарасюк Т. П. Кинетика процесса изъятия загрязнений в биофильтрах // Наука и техн. в гор. х-ве. 1990. - № 74. -С. 72-76.

104. Техногенное загрязнение речных экосистем / под ред. В. Н. Райнина и Г. Н. Виноградовой. М.: Научный мир, 2002. - 140 с.

105. Тимофеева С. С., Меншикова О. А. Роль макрофитов в очищении воды вот алифатических аминов // Вод. ресурсы. 1984. - № 3. - С. 109-113.

106. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир, 1982. - 280 с.

107. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения. М.: Минсельхоз РФ, 2000. - 54 с.

108. Требования к качеству сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения / Минсельхозпрод РФ. М., 1995. - 36 с.

109. Федоров JI. А., Яблоков А. В. Пестициды — токсический удар по биосфере и человек. М.: Наука, 1999. - 461 с.

110. Финальный отчет. Определение рисков, связанных с влиянием «горячих точек» на экологически чувствительные зоны, в бассейне Днепра. -Киев: Институт гидробиологии HAH Украины, 2002. 173 с.

111. Хомяков Д. М; Некоторые проблемы использования осадка сточных вод на удобрения // Земледелие. 1991. - №8. - С. 62-65.

112. Чеботарев А. И. Гидрологический словарь. JL: Гидрометеоиздат, 1978. - 308 с.

113. Черняева JI. Е., Черняев М. А., Могиленских А. К. Химический состав атмосферных осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 179 с.

114. Шахов И. С. Водные ресурсы и их рациональное использование. -Екатеринбург: Аква-Пресс, 2000. 288 с.

115. Шокодько Т. И., ДроботП. И., Кузьменко М. И. и др. Особенности накопления радионуклидов высшими водными растениями // Гидробиол. журн. 1992. - Т. 28. - № 3. - С. 92-97.

116. Эйнор JI. О. Ботаническая площадка новое биоинженерное сооружение для очистки сточных вод // Материалы междунар. конгр. «Вода: эколог, и технол.»; Москва, 6-9 сент., 1994. - Т. 3. -М., 1994. - С. 938-941.

117. ЭльЮ. Ф., Филимонова Е. В. Сравнительная оценка методов дезинфекции сточных вод // Водоснабжение и сан. техника. 1996. - № 6. -С. 24-25.

118. Ягодин Б. А. Применение удобрений и охрана окружающей среды // Аргохимия: учеб. для вузов. М.: Агропромиздат, 1989. - С. 626649.

119. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Лесков Ю. М. Очистка производственных сточных вод. 2-е изд. - М. : Стройиздат, 1985. - 335 с.

120. Якубовский К. Б., Мережко А. И., Нестеренко Н. П. Накопление высшими водными растениями элементов минерального питания // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. 1976.4. С. 57-62.

121. Banat Ibrahim, Puskas Kazmer, Esen Ismail, Al-Daher Reyad. Wastewater treatment and algal productivity in an integrated ponding system // Biol. Wastes. 1990. - Vol. 32. - № 4. - P. 265-275.

122. BaozhemW., Wenyi D., QingliangL. Eco-pokd systems for wastewater treatment /utilization in China //Appropr. Waste Manag. Technol. Dev. Countries: Techn. Pap. Present. 3rd Lnt. Conf., Nagpur, Febr. 25-26, 1995. -Vol. 1. Bombay, 1995. - P. 25-26.

123. Berzero Antonella, Queirazza Giulio, Iannelli Renato, Martignon Giovanna. Nitrogen, phosphorus and organics removal in two vertical flow experimental wetlands receiving pretreated municipal wastewater // Ann. chim. -2003. Vol. 93. - № 4. - P. 353-362.

124. Dawson G. F., Loveridge R. F., Bone D. A. Grop production and sewage treatment using gravel bed hydroponic erridation // Ibid. 1989. - 264 p.

125. Farahbakhshazad Neda, Morrison Gregory M. Ammonia removal processes for urine in an upflow macrphyte system // Environ. Sci. and Technol. -1997.-Vol. 31. -№ 11.-P. 3314-3317.

126. Gharaibeh Sameh H., Dwairi Ibrahim M. Removal of nufrients from sewage effluent in stabilization ponds using natural zeolite // Chem. Techn. 1996. -Vol. 48. - № 4. - P. 215-218, 282.

127. Ghobrial M. G., SiamE. E. The use of the water velvet Azolla filiculoides in waste-water treatment // Water and Environ. Manag. 1998. -Vol. 12. -№4.-P. 250-253.

128. Gibbs W. Wayt. Sewage treatment plants. Algae offer a cheaper way to clean up wastewater // Sci. Amer. 1995. - Vol. 273. - № 5. - P. 27.

129. Gray Shalla, Kinross John, Read Paul, Marland Angus. The nutrient systems for waste treatment // Water Res. 2000. - Vol. 34. - № 8. - P. 21832190.

130. Griffin P., Upton J. Constructed wetlands: A strategy for sustainable wastewater treatment at small treatment works // Water and Environ. Manag. -1999. Vol. 13. - № 6. - P. 441^146.

131. GrimasonA. M., Wiands S., BaleuxB., Thitai W. N., Bontouxl., Smith H. V. Oc-curence and removal of Giardia SP cysts by Kenyan and French waste stabilization pond systems // Water Sci. and Technol. 1996. - Vol. 33. -№7.-P. 83-89.

132. Gunter G., Regina T. Erfahrungen mit Pflanzenklaranlagen im Langzeitbetrieb // Wasserabwasserpraxis. 1998. - Vol. 7. - № 4. - P. 38-41.

133. Gopo J. M., SetoabaM. P., Lesugi W. M., SibaraM. M. Incidence of Salmonella spp. In sewage and semiurban waste water treated by pond oxidation method at the University of the North // Water S. Afr. 1997. - Vol. 23. - № 4. -P. 333-337.

134. Healy A., Cawleyb M. Nutrient Processing Capacity of a Constructed Wetland in Western Ireland // J. Environ. Quality. 2002. - 31. - P. 1739-1747.

135. HoppnerM. Lobby fur Planzenklaranlagen // Wasserwirt. -Wassertechn. 1997. - № 8. - P. 31-33.

136. Jagals P., Lues J. F. R. The efficiency of a combined waste stabilization pond system to sanitise wastewater intended for recreational reuse // Water Sci. and Technol. 1996. - Vol. 33. - № 7. - P. 117-124.

137. LawtyR., Ashworth J. D., MaraD. D. Waste stabilization pond decommissioning a painful but necessary decision // Water Sci. and Technol. -1996.-Vol. 33. -№7.-P. 107-115.

138. Laybourn-Parry Johanna, Boyall Janelle, Rogers Pamela. The role of flagellated and grass sewage treatment systems // Water Res. 1999. - Vol. 33. -№ 13. - P. 2971-2977.

139. Liehr S. R., Chen H. J., Lin S. H. Metals removal by algal biofilms // Water Sci. and Technol. 1994. - Vol. 30. - № 11. - P. 56-68.

140. MaraD. D., CogmanC. A., Simkins P. SchembriM. C. A. Performance of the Burwarton Estate waste stabilization ponds // Water and Environ. Manag. J. Charter. Inst. Water and Environ. Manag.. 1998. - Vol. 12. -№4.-P. 260-264.

141. MckinlayR. G., KasperekK. Observations on decontamination of herbicide-polluted water by march plant system // Water Res. 1999. - Vol. 33. -№2.-P. 505-511.

142. Mcnevin Dennis, Harrison Mike, King Anrdew, David Katherine, Mitchell Cynthia. Towards an integrated performance model for subsurface flow constructed wetlands // J. Environ. Sci. and Health. A. 2000. - Vol. 35. - № 8. -P.1415-1429.

143. MukherjeeD. P., Das A. C. Treatment of domestic sewage by aquaculture // Fert Technol. 1982. - V. 19. - № 33(4). - C. 127-133.

144. Pearson H. W., Mara D. D., Cawley L. R., Arridge H. M., Silva S. A. The performance of an innovative tropical experimental waste stabilization pond system operating at high organic loadings // Water Sci. and Technol. 1996. -Vol. 33.-№7.-P. 63-73.

145. Saggar M. M., PescodM. B. Perfomance of anoxic and facultative waste-water stabilization ponds// Water Sci. and Technol. 1996. - Vol. 33. - № 7. -P. 141-145.

146. Tanner Chris C., Sukias James P. S., Upsdell Martin P. Relationships between loading rates and pollutant removal during maturation of graveibed constructed wetlands // J. Environ. Qual. 1998. - Vol. 27. - № 2. - P. 448^158.

Информация о работе

Лукьянчиков, Дмитрий Игоревич
кандидата географических наук
Курск, 2012
ВАК 25.00.27

Диссертация

Защита поверхностных вод Курской области от антропогенного загрязнения путем применения биологических прудов с высшей водной растительностью - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы