Оценка воздействия сточных вод очистных сооружений на реке Волга методом биотестирования

Министерство  образования  республики  Марий  Эл

Муниципальное  учреждение  отдел  образования

Волжский  детский  экологический  центр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка воздействия  сточных вод 

очистных сооружений г. Волжска на качество воды

р. Волга методом  биотестирования.

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: Джафаров Аслан Садыхович, 16.10.1986г.

425000, г.Волжск, ул. Прохорова 120А

т. (83631) 3 – 51 – 68

E – mail: volzhsk1@yandex.ru

Факс (83631) 4 – 77 - 66

ВДЭЦ

 

                                     Руководитель: Мичукова Марина Валентиновна,

методист, п. д.о. ВДЭЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волжск

2003

Аннотация.

 

Научно-исследовательская работа на тему: «Оценка воздействия сточных  с очистных сооружений г. Волжска  на качество воды р. Волга методом  биотестирования» объемом 38 страниц.

Работа включает введение, 4 главы, выводы, заключение и список литературы из 17 наименований. Работа содержит 12 таблиц и 9 рисунков.

Цель данной работы – оценить  воздействие сточных вод с  очистных сооружений г. Волжска на качество воды реки Волги.

При исследовании качества воды в  районе сброса сточных вод с очистных сооружений г. Волжска в 2001 и 2002 годах  было обнаружено, что коллектор очистных сооружений №2 имеет многочисленные повреждения, через которые стоки  поступают в реку. При соединении стоков с речной водой наблюдается их интенсивное перемешивание. В мелководной с низкой скоростью течения воды прибрежной зоне района сброса сточных вод с очистных сооружений №1, а также при незапланированном попадании сточных вод через разрушенные участки коллектора от ОС №2 происходит эвтрофирование водоёма. Вода на данном участке реки относится к мезосапробной зоне. Это происходит за счет накопления на дне реки органических и взвешенных веществ поступающих стоков. В дальнейшем, особенно в зимний период, это приводит к уменьшению содержания растворенного кислорода в воде. Иная картина наблюдается в проектном месте сброса сточных вод городских очистных сооружений №2, где имеется достаточно сильное течение реки, которое способствует разбавлению поступающих стоков. Вода, взятая с этого участка реки, относится к олигосапробной зоне.

Эффективность работы очистных сооружений по токсикологическому показателю составила 70%. Применение в исследованиях метода биотестирования позволило получить данные о воздействии стоков г. Волжска, прошедших очистку, на водные организмы. Оценено не только острое летальное действие загрязняющих веществ по выживаемости дафний, но и действие токсикантов и органических веществ на процессы жизнедеятельности по плодовитости, т. е. выявлено хроническое действие сточных вод на дафний.

Результаты исследований представлены для изучения в лабораторию  АО «Водоканал» и, вероятно, станут первым этапом внедрения биотестирования  для контроля качества поступающих  сточных вод на очистные сооружения города и оценки степени их очистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

Введение …………………………………………………….............................…................…...4

1. Литературный обзор…………………………………………………...........…...................…6

  1.1.Примеси и оценка качества природных вод....................................................…...........…6

  1.2.Действие токсических веществ  на организмы..................................................…..........…7

  1.3.Применение методов биотестирования  при оценке качества воды...................….......…9

2. Характеристика объектов исследований…...………………………...........................….....12

2.1. Характеристика района сброса  сточных вод с городских очистных  сооружений…….12

2.2. Характеристика очистных сооружений г. Волжска……………………………………..14

3. Материалы и методы .................................…………………………….........................……17

4.Результаты исследований ……………………………………………............................…...24

4.1 Оценка качества воды в  районе сброса сточных вод с очистных сооружений………...24

4.2. Оценка эффективности работы  очистных сооружений…………………………………30

Выводы ............................…………………………………………………..........................…..36

Заключение……………………………………………………………………………………...37

Список литературы ………………………………………………….…............................…...38

 

Введение

 

Охрана чистоты поверхностных  вод – важнейшая задача современности, поскольку и жизнь, и производство невозможны без чистой воды. Крайне неравномерное распределение водных ресурсов и их плохое качество не позволяют полностью удовлетворять потребности населения в воде, так как:

- во-первых, нарастает число токсикантов  в водоемах, и действие их смесей  трудно предсказуемо.

- во-вторых, при разработке технологии  производства обычно ориентируются  на возможность разбавления стоков после очистки, но такие возможности сейчас исчерпываются.

- в-третьих, почти повсеместное  зарегулирование стока привело  к значительному эвтрофированию  водоемов и снижению их способности  к самоочищению.

На территории республики Марий Эл вода реки Волги относится к третьему классу умеренно-загрязненных вод.[2] В пределах Куйбышевского водохранилища имеются локальные очаги загрязнения в районах сброса сточных вод. Отрицательное их влияние вдоль левого берега Волги распространяется до г. Казани. Из загрязняющих веществ, поступающих в природные водные объекты Марий Эл со сточными водами, в основном следует выделить соединения фосфора и аммонийный азот.[3]

На территории города Волжска основными  источниками сточных вод, которые  поступают в реку Волгу и отрицательно воздействуют на нее, являются Марийский целлюлозо-бумажный комбинат и городские очистные сооружения.

Очистные сооружения г. Волжска  принимают стоки со всего города. Сюда поступают как хозбытовые, так  и промышленные сточные воды, которые после биологической очистки сбрасываются в р. Волгу. В случае сброса недостаточно очищенных стоков, содержащиеся в них загрязняющие вещества приводят к ухудшению экологического состояния реки, снижению ее способности к самоочищению. Контроль за работой очистных сооружений №1 г. Волжска осуществляется лабораторией АО "Водоканал". При этом используется традиционный химический анализ по ряду веществ.

 Оценка токсичности стоков  методом биотестирования, который  позволяет на основе реакции  тест-объекта судить о влиянии на водные организмы целого ряда загрязняющих веществ в их совокупном действии, лабораторией не производится.

Целью данной работы явилась оценка воздействия сточных вод ОС г. Волжска на качество воды р. Волга  методом биотестирования по ряду показателей.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Оценить качество воды в  районе сброса сточных вод  городских очистных сооружений  методом биотестирования по методике  Л.А. Лесникова.

2. Оценить токсичность стоков  на всех ступенях очистки  на очистных сооружениях

В соответствии с поставленной задачей  была принята следующая программа  исследования:

1. Изучить сведения о работе  очистных сооружений г. Волжска.

2. Обосновать и наметить точки  отбора проб 

3. Произвести обследование района  сброса сточных вод с очистных сооружений города Волжска.

4.Произвести отбор проб 

5.Подготовить культуру тест-объекта Daphnia magna St

6.Провести оценку качества проб  воды методом биотестирования.

7.Обобщить и проанализировать  полученные данные.

 

1. Обзор литературы.

1.1. Примеси и оценка  качества природных вод.

 

Под качеством природной воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных  характером и концентрацией содержащихся в воде примесей. Примеси природных  вод подразделяются на неорганические и органические. Отдельную группу примесей составляют микрофлора и микрофауна природных водоемов, оказывающая существенное влияние на качество воды.

При оценке качества природной воды с точки зрения возможности ее обработки теми или иными способами  имеет значение не только природа примесей, но и их физико-химическое состояние. Классификация примесей на основе их фазово-дисперсной характеристики разработана под руководством академика Л.А Кульского[3]. Согласно этой классификации, примеси природных вод по их физико-химическому состоянию, которое в значительной степени определяется дисперсностью веществ, могут быть разделены на четыре группы.

К первой группе примесей относятся  взвешенные вещества (взвеси), суспензии  и эмульсии, средний размер частиц которых составляет 10^-3-10^-5 см. Состав примесей этой группы очень разнообразен: это частицы глины и песка, малорастворимые гидроокиси металлов, частицы ила, эмульсии минеральных масел, нефтепродукты, планктон (в том числе и бактериальный).

    В совокупности эти примеси обуславливают мутность воды. Более полное представление о составе примесей первой группы можно получить на основе химического, гидробиологического и бактериологического анализов. Для этого обычно определяют взвешенные вещества и их зольность, качественный и количественный состав гидробионтов, микробное число и число бактерий группы кишечной палочки.

Ко второй группе относятся коллоидно - растворенные примеси и высокомолекулярные органические соединения со степенью дисперсности 10^-5-10^-6 см.

Высокомолекулярные соединения могут образовывать не только коллоидные, но и истинные растворы. Тем не менее, они отнесены ко второй группе примесей, так как размер их частиц соответствует коллоидной степени дисперсности и по ряду свойств растворы этих веществ сходны с коллоидными системами.

    К примесям этой группы относятся минеральные и органоминеральные частицы почв и грунтов, коллоидные соединения железа и гумус, образующиеся в результате химического и биохимического разложения растительных остатков непосредственно в водоеме и попадающие в него с атмосферными и талыми водами из почвы.

В составе гумусовых веществ  этой группы различают коллоидные соединения

гуминовых кислот и фульвокислот. Перечисленные соединения предают  воде цветность. Наличие коллоидных примесей увеличивает и мутность воды, хотя на показатель взвешенных веществ влияния не оказывает, так как частицы коллоидной степени дисперсности не задерживаются фильтром.

    Третью группу примесей составляют молекулярно растворенные вещества с размером частиц 10^-6-10^-7 см.

    Растворенные газы, главным образом кислород и углекислый газ, практически всегда содержатся в природной воде. В некоторых подземных водах и загрязненных поверхностных источниках может присутствовать сероводород.

    К растворенным органическим соединениям относятся продукты жизнедеятельности и разложения бактерий, актиномицетов, плесеней, водорослей, макрофитов и других водных организмов, а также фенолы и истинно растворенные фульвокислоты. Содержание органических веществ может увеличиваться при спуске в водоем недостаточно очищенных бытовых и производственных сточных вод.

    В связи с невозможностью индивидуального аналитического определения всех присутствующих в воде органических соединений прибегают к суммарной оценке их содержания по величине окисляемости, интенсивности запаха и привкуса и т.д.

    Таким образом, примеси третьей группы существенно влияют на качество воды, изменяя ее органолептические показатели и увеличивая окисляемость. Некоторые окрашенные молекулярно растворенные органические соединения обусловливают цветность воды.

    Четвертая группа примесей представлена веществами, диссоциирующими в воде на ионы, со степенью дисперсности менее 10^-7 см. Это главным образом соли, концентрация которых определяет степень минерализации воды.

Таким образом, качество вод зависит от множества факторов и оценивается комплексом  различных химических, физико-химических, санитарно–бактериологических, гидробиологических и токсикологических показателей, определяемых соответствующим анализом.

 

1.2. Действие токсических веществ на организмы.

 

Действие токсических  веществ характеризуется прежде всего тем, что в организме  нарушается нормальное течение жизненных  процессов. Нарушение нормального  состояния организма отождествляется  с патологией. Граница между этими состояниями на протяжении длительного времени остается предметом исследования и обсуждения (Строганов,1983; Попов,1983; Путинцев, 1983; Сидоров, 1983). Под нормой подразумевается среднестатистическое значение показателей популяции или выборки в конкретных условиях среды, оптимальное значение показателей для естественных условий и др.

Равновесное состояния  организма не статично. Способность  изменяться при воздействии факторов среды тоже включается в понятие  нормы. В связи с этим оценить  фиксированное понятие нормы сложно, и в токсикологической практике вместо сопоставления с некоей нормой используется сопоставление со значениями показателя контрольного организма, находящегося в тех же условиях за исключением токсического фактора. В качестве нормы фактически и рассматривается значение показателя в условиях контроля. Отличительные признаки качественного и количественного характера, появляющиеся у гидробионтов, обитающих в токсической среде, по сравнению с гидробионтами того же вида, обитающими в не отравленной среде, используются в качестве показателя токсичности вещества или загрязненной среды (Фидий,1971; Строганов, 1971). Критерием опасной степени изменения биологической или хозяйственной характеристики гидробионтов является отклонение основных показателей от значений в контроле, превышающее некоторый предел. Основным биологическим условием такого критерия является сохранность популяции и вида. Все биологические, физиологические или биохимические показатели представляют ценность постольку, поскольку они могут сигнализировать о степени нарушения основного биологического условия.