Исследование антропогенной нагрузки на морские акватории и оптимизация строительства очистных сооружений: На примере города Владивостока

Актуальность проблемы.

В середине нашего столетия резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим к острым токсико-экологическим ситуациям. Это вызвало расширение и интенсификацию исследований масштабов загрязнения окружающей среды, поиск эффективных приемов охраны природных вод, предусматривающих как снижение потоков химических загрязняющих веществ, поступающих с выбросами промышленности, с бытовыми отходами, так и ограничение или полное устранение токсичного действия различных веществ техногенного происхождения.

Воздействие хозяйственной деятельности промышленных предприятий и ведомств на окружающую среду, в том числе и на прибрежные морские акватории является одной из наиболее актуальных задач по сохранению среды обитания человека. Неограниченная самоочищающаяся способность морей, возможность в сотни раз разбавить сточные воды долго сдерживали строительство сооружений по очистке бытовых сточных вод и локальных очистных сооружений на промышленных предприятиях.

В настоящее время обозначились недостатки действующей системы регламентирования и управления сбросами вредных веществ в водные объекты, обусловленные, во-первых, изменением экономических и социально-правовых условий жизни, во-вторых, необходимостью упрощения и удешевления процедуры получения результатов в области охраны водных ресурсов.

Наиболее актуальными задачами в области практического управления экологическим состоянием водных объектов сегодня можно считать уточнение структуры системы нормирования сбросов сточных вод, определение критериев эффективного управления, которые, в свою очередь, требуют поиска и обоснования методических подходов к решению конкретных задач — оценки состояния отдельных водных объектов и определения эффективных направлений их экологического восстановления и развития. К сожалению, действующая система нормирования сбросов сточных вод, основанная на оценке крайней си3 туации, не увязана с результатами исследований в области действия загрязнителей на живой организм. С другой стороны, в нормах допускается сброс сточных вод, содержащих токсичные вещества (токсины, ядохимикаты, тяжелые металлы), которые отражают не нагрузку на водоемы, а определяют ее определяют ее санитарно-токсикологическое состояние и должны оцениваться отдельно.

Важнейшим условием восстановления водных ресурсов является состояние техники и технологий защиты водоемов от загрязнения, которые должны обеспечивать допустимое качество воды в водоемах по всему комплексу санитарно-гигиенических требований, а также эффективных затрат на разработку, реконструкцию, строительство и эксплуатацию природоохранных средств.

Только применение комплекса методов из различных разделов природопользования (экологии) может дать сегодня так необходимый государству эффект и решить остро стоящую перед органами природопользования, законодательной власти проблему повышения эффективности управления водными объектами.

Все вышеизложенное обуславливает актуальность избранной темы диссертации.

Цель диссертационной работы заключается в оценке негативных воздействий на прибрежные морские акватории и разработке технологии охраны прибрежных акваторий путем оптимизации строительства очистных сооружений.

Для реализации цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать современное экологическое состояние заливов и бухт города Владивостока, их загрязненность. Для этого требуется определить объемы сбросов токсичных веществпроанализировать количественный и качественный состав сточных вод, поступающих в прибрежные морские акваториипровести анализ современного состояния систем очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

2. Разработать методику оценки антропогенной нагрузки по загрязняющим веществам отдельных водохозяйственных комплексовиспользуя предложенную методику, выявить промышленные предприятия, наносящие наибольший экологический ущерб.

3. Разработать методику выбора оптимальной технологии очистки сточных вод, на ее основе выбрать оптимальные варианты схем очистки сточных вод с учетом специфики производства (на примере промышленных предприятий г. Владивостока).

4. Внести рекомендации по размещению очистных сооружений в городской черте.

Объектом исследования явился Амурский залив как объект, которыми необходимо эффективно управлять. Выбор объекта исследования обусловлен практической необходимостью в создании соответствующей методологии, в связи с отсутствием цельных методических материалов по данному вопросу.

Методы исследования включают анализ и обобщение теоретических и технических решений, в работе используется анализ и обобщение статистических данных.

В диссертационной работе использованы материалы тематической литературы, периодических изданий, а также материалы, полученные в процессе непосредственной практической работы автора.

Исходные данные для разработки темы были предоставлены Приморским государственным комитетом по водным ресурсам, а так же соответствующими службами промышленных предприятий, Государственным управлением по природным ресурсам и МП Водопроводно-канализационное хозяйство г. Владивостока.

Научная новизна работы:

1. Выявлена тенденция к стабилизации и некоторому снижению количества загрязняющих веществ, сбрасываемых в Амурский залив, связанная с сокращением объемов сточных вод.

2. Предложена методика определения опасности сточных вод промышленных предприятий, основанная на комплексной оценке негативного воздей5 ствия на экосистему залива.

3. Впервые применен метод экспертных оценок для выбора оптимальной технологии по очистке сточных вод предприятий, на его основе предложена оптимизация работы локальных очистных сооружений на некоторых промышленных предприятиях г. Владивостока.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика оценки опасности источников негативного воздействия на морские акватории, в основу которой положена комплексная оценка показателей водопользования предприятиятакой подход позволяет выявить источники наиболее опасного загрязнения и принять меры по их ликвидации.

2. Методика выбора оптимальной технологии очистки сточных вод перед сбросом в морскую акваторию, которая позволяет с помощью коэффициента, учитывающего степень очистки, обоснованность и эффективность применяемого процесса очистки, надежность работы установки, степень зависимости от местных условий, условия монтажа, условия эксплуатации установок, долговечность установок, требования, предъявляемые к качеству воды, обосновать выбор определенной технологии.

3. Научное обоснование рекомендаций, позволяющих оптимизировать строительство очистных сооружений в условиях прибрежных морских территорийв рекомендации учтены данные по размещению очистных сооружений на территории города, ПДК загрязняющих веществ, сбрасываемых со сточными водами, интенсивность землепользования в отдельных районах города, характеристика технологических процессов и состав сточных вод на промышленных предприятиях.

Практическая значимость работы:

— определена степень опасности источников загрязнения, определены приоритетные направления в комплексе мероприятий по снижению негативного воздействия техносферы на прибрежные акватории;

— разработаны рекомендации по выбору типа локальных очистных сооружений, мест строительства и завершения строительства очистных сооружений 6 на Второй Речке;

— выявлено соотношение объемов стоков, поступающих в Амурский залив с прибрежной территории, что позволяет определить, какие источники наносят больший ущерб заливу.

— материалы диссертационной работы используются при чтении лекций и проведении семинарских занятий по дисциплинам «Строительная экология» и «Комплексное использование водных ресурсов» в Дальневосточном государственном техническом университете.

Реализация и апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и отдельные ее результаты докладывались и обсуждались на 4 международных и Всероссийских научно-практических конференциях.

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 печатных работах.

Структура работы.

Диссертационная работа изложена на 157 страницах печатного текста, включает 34 таблицы, 30 рисунков и состоит из оглавления, введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, в котором 112 наименований.

Заключение

.

Антропогенная нагрузка на экосистемы многих прибрежных акваторий в настоящее время достигла критического уровня. Даже в случае стабилизации поступления загрязняющих веществ в среду заливов на современном уровне их концентрации будут нарастать, т.к. процессы формирования гидрохимического режима носят инерционный характер.

Для решения проблем загрязнения поверхностных вод (в частности Амурского залива) необходимо использовать опыт зарубежных стран (Америки, Японии, Германии и др.), которые в решении этого вопроса достигли высоких результатов. В результате проведения мероприятий по защите окружающей среды в нашей стране должна возникнуть экологическая политика — политика вмешательства, управления и контроля в сфере окружающей природной среды. Экологическая политика должна занять важное место в структуре социально-экономической политики России и стран СНГ.

С этих позиций выполненное исследование свидетельствует о сложном состоянии экосистем прибрежных морских акваторий города Владивостока, в частности Амурского залива. В связи с отсутствием у города очистных сооружений, Амурский залив стал естественным накопителем сточных вод и превратился в очистные сооружения. Однако избыток загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами, противопоказан морскому бассейну, и в нем стали преобладать процессы экологической деструкции. Прибрежная полоса Владивостока стала опасной для жителей города. С течением времени все сильнее нарушаются природные балансы, происходят экосистемные перестройки в морском бассейне.

В Амурский залив попадают сточные воды Уссурийского, Надеждинско-го, Октябрьского, Хасанского районов и города Владивостока. Основными источниками загрязнений являются выпуски сточных вод, поверхностный сток с загрязненных территорий во время ливней и снеготаяния.

В ходе исследования был проанализирован качественный и количественный состав сточных вод, поступающих в залив от городов Владивосток, Уссурийск и пригородной промышленной зоны за период 1997;2002гг. Ежегодно сточных вод от Владивостока поступает 61 187 тыс. м/год, от Уссурийска.

3 3.

13 561 тыс. м /год, от пригородной промышленной зоны — 12 293 тыс. м /годзагрязняющих веществ от Владивостока — 13 088 т/год, от Уссурийска 1367 т/год, от год, от пригородной промышленной зоны 612 т/год, в том числе токсичных веществ — 819т/год, 452 т/год, 91 т/год соответственно.

Для решения проблемы восстановления экологического состояния Амурского залива необходимо провести комплекс мероприятий, первоочередным из которых является строительство единых очистных сооружений для хозяйственно-бытовых сточных вод и локальных сооружений для промышленных сточных вод с последующей их доочисткой не городских сооружениях. Также необходимо совершенствовать системы водоснабжения и водоотведения на промышленных предприятиях путем создания замкнутых систем водообеспе-чения. При планировании природоохранных мероприятий и выборе систем очистки сточных вод на промышленных предприятиях рекомендуется пользоваться следующими разработанными методиками: методика оценки антропогенного воздействия отдельных промышленных предприятия на водные ресурсы, методика выбора оптимальной технологии по очистке сточных вод предприятий (метод экспертных оценок), методика оптимизации систем водоотведения на промышленных предприятиях, экономическое обоснование мероприятий по охране водных ресурсов от загрязнения сточными водами.

Для систем водообеспечения рекомендуется переходить на замкнутое во-дообеспечение, которые должны разрабатываться на основании данных по количеству и характеристике используемой воды, отводимых сточных вод. Для этого необходима разработка водохозяйственного баланса, включающего потери на сбросы и необходимое добавление воды в систему. Совершенствование водных балансов предприятий может сократить объемы сточных вод, поступающих на городские очистные сооружения, в несколько раз.

При анализе и выборе технологических схем очистки сточных вод следует принимать во внимание наиболее значимые показатели, оценку которых предложено проводить по бальной системе, например, степень очистки сточных вод, обоснованность и эффективность применяемого процесса очистки, надежность работы установки или системы и т. д. Применяемые схемы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных точных вод в основных технологических процессах и минимальный сброс в водоем.

В данной работе предлагается продолжение и завершение строительства станции очистки сточных вод (160 000 м3/сут.) в районе Второй речки с выпуском очищенных вод в Амурский залив, перевод части объема стоков от Центрального, Южного и Восточного бассейнов канализования на очистные сооружения в районе ТЭЦ-2 и мыса Абросимова со сбросом очищенных стоков в Уссурийский залив.

Также предлагается оптимизация работы локальных очистных сооружений на промышленных предприятиях с дальнейшей доочисткой на городских сооружениях (предложены рекомендации по оптимизации работы локальных сооружениях на некоторых промышленных предприятиях города Владивостока).