Головна » Статті » Конференція_2015_03_19-20 » Секція_1_Екологія_і_природокористування

ПРОБЛЕМА ЗАБРУДНЕННЯ СПОЛУКАМИ ФЕРУМУ ПІДЗЕМНИХ ВОД ПРИДНІПРОВ’Я

Борохович Юлія

інженер II категорії

Інститут проблем природокористування та екології НАН України

м. Дніпропетровськ

 

Проблема забруднення сполуками феруму підземних вод Придніпров’я

 

Сучасною проблемою, яка виникає в процесі використання підземними водами є підвищена концентрація в них сполук феруму. Це пов’язано з інтенсивним розвитком промисловості, що спричиняє забруднення основних джерел водопостачання. Виникає проблема забезпечення населення, особливо сільської місцевості, якісною питною водою. В певних кількостях ці елементи необхідні для організму людини, але перевищення їх кількості у воді від норми призводить до різних захворювань. Основними забруднювачами водних об’єктів басейну Дніпра є промисловість - 65%, комунальне господарство - 25,6 %, сільське господарство - 9,2 % інші галузі менше - 0,5 %. Крім підприємств-забруднювачів на якість води р. Дніпро впливають води його притоків – р. Самара та р. М.Сура, з якими надходять високомінералізовані шахтні води та стічні води підприємств. Також особливості складу підземних вод пояснюється умовами їх формування. При контакті підземних вод з оточуючими їх гірськими породами, у воду надходять хімічні елементи входять до складу цих порід. Залізо розчиняються підземними водами в місцях, куди не проникає кисень, наприклад під щільними водонепроникними породами, куди не проникають дощові і талі води. У місцях, куди з дощовими або іншими водами надходить кисень, залізо знаходяться в окисленому, нерозчинному стані і вміст цих елементів у підземних водах надзвичайно низька. При вмісті у воді підземних джерел заліза в концентрації більше 0,3-0,5 мг/дм3 органолептичні властивості води погіршуються, а при концентрації заліза понад 1-2 мг/ дм3 вода, крім каламутності і забарвлення, набуває неприємний терпкий присмак. Вміст заліза у водопровідній воді не повинен перевищувати 0,3 мг/дм3, а у воді місцевих джерел водопостачання - 1 мг/дм3

У підземних водах зустрічаються здебільшого сполуки заліза (ІІ) (головним чином Fe(HCO3)2) стійкі у присутності розчиненої вугільної кислоти та за відсутності кисню.

У поверхневих водах залізо знаходиться у вигляді органічних комплексних сполук, які забарвлюють воду у жовто-бурі відтінки, або у вигляді колоїдів та тонко дисперсних зависей Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeS тощо, що зумовлюють каламутність води.

Головним джерелом сполук заліза в поверхневих водах є процеси хімічного вивітрювання гірських порід, їх механічне руйнування та розчинення.

У річкових водах та водах прісних озер вміст заліза, як правило, не перевищує 1 мг/дм3, у забарвлених болотних водах концентрація заліза значно збільшується. Якщо вміст заліза перевищує 0,3 мг/дм3, органолептичні властивості води погіршуються: з’являється неприємний залізистий або в’яжучий присмак, збільшується каламутність внаслідок утворення малорозчинного гідроксиду заліза (ІІІ).

Склад підземних вод визначається не тільки присутністю в них значної кількості хімічних елементів, але й різноманітним вмістом кожного з них а також різновидом розчинних форм кожного елементу. В підземній воді завжди наявні різноманітні іони багатьох хімічних елементів, їх розчинні і газоподібні молекули, природні і штучні ізотопи, складні органічні сполуки, які утворюють унікальний клас розчинних сполук, багато живих і мертвих мікроорганізмів, механічні і колоїдні сполуки різного складу, складні органо-мінеральні і інші комплекси тощо. Різне співвідношення цих сполук разом з кількісною зміною вмісту кожного з елементів зумовлюють велику кількість гідрогеохімічних типів підземних вод. Для визначення рівня забруднення підземних вод досліджують такі параметри: карбонати, гідрокарбонати, сульфати, хлориди, кальцій, магній, натрій, нітрити, нітрати, аміак, фосфати, водневий показник (рН), загальна мінералізація та жорсткість. Відбір проб води та визначення показників здійснюється згідно з методиками [1].

Аналізуючи хімічний склад води р. Дніпро у різні роки, необхідно говорити лише про загальні тенденції, бо місця відбору проб і використані методики аналізу були різними, та й показники забруднення не завжди співпадають. Так от, за більш ніж 100 років  спостережень у 7-9 разів збільшився вміст заліза. Обумовлюється це як зростанням промислового навантаження у прибережній території по усій акваторії р. Дніпро [2].

Залізо – біологічно активний елемент, що суттєво впливає на інтенсивність розвитку фітопланктону та якісний склад мікрофлори у водоймі. Підвищений вміст заліза у технічній воді неприпустимий для багатьох видів підприємств у зв’язку із погіршенням якості готової продукції та з можливістю розвинення в системах водопостачання залізобактерій. Розвиток залізобактерій стимулює процеси корозії, може призвести до закупорювання трубопроводів. Найбільша припустима концентрація заліза у питній воді, встановлена ДержСанПіН - 0,3 мг/дм3.

Метою роботи було встановлення рівнів забруднення  підземних вод, сполуками феруму в різних районах, та запропонувати можливі шляхи їх усунення. Визначення загального заліза проводили фотометрично з застосуванням ортофенантроліну. Метод придатний для визначення заліза у концентраціях від 0,1 - 100мг/дм3.

При дослідженні складу підземних вод в різних районах (Дніпропетровський район, Новомосковський район) області у 2011-2013 роках з обстежених криниць. Було зафіксовано вміст заліза в Дніпропетровському районі, у 2011 р. – в межах 0,95 мг/дм3, у 2012р. – в межах 1,77 мг/дм3, у 2013 р. – в межах 2,32 мг/дм3, в Новомосковському районі , у 2011 р. – в межах 1,00 мг/дм3, у 2012р. – в межах 3,07 мг/дм3, у 2013 р. – в межах 2,99 мг/дм3. За вітчизняним стандартом допускається використовувати воду, в якій загальний вміст заліза не перевищує 0,3 мг/дм3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Динаміка концентрації загального заліза в період 2011-2013 р.р.

 

Як показали проведені  дослідження, підземні води Дніпропетровської області значно забруднені (90 % проб вод) сполуками заліза у кілька разів перевищує ГДК, і тому вони є непридатними як питні. Інтенсивність поширення забруднень визначається, головним чином, гідродинамічними характеристиками горизонту. Динаміка вод зумовлена інтенсивністю живлення та розвантаження ґрунтових вод, а також ємнісно-фільтраційними параметрами водовмісних порід. Отже для використання підземної води її необхідно попередньо очистити. При видаленні заліза з підземних вод частіше за все застосовують аерування, при видаленні заліза з поверхневих вод – коагулювання. Вапнування та катіонування використовують у тих випадках, коли необхідно не тільки видалення заліза, але і зм'якшення води. Також для видалення заліза використовувати фільтруючі матеріали, які сприяють швидкому окисненню і осадженню. в шарі фільтруючого завантаження. Відновлення властивостей каталізатора видаляти залізо здійснюється без застосування будь-яких хімічних сполук, шляхом промивання шару фільтруючого матеріалу зворотним потоком води. Ця безреагентна технологія є однією з найбільш безпечних; вона незамінна для заміських будинків, оскільки вона не вимагає витратних матеріалів при експлуатації і не шкодить навколишньому середовищу.

 

Література

1. Шестопалов В., Лялько В., Гудзенко В. та ін. Підземні води як стратегічний ресурс./ В. Шестопалов, В Лялько, В Гудзенко // Вісник національної академії наук України. 2005. - №5.

2. Шапар А.Г. Частина 1. Загальі питання екології, природокористування та сталого розвитку  /  А.Г. Шапар // Екологія і природокористування. – 2010. – Вип. 13.

Категорія: Секція_1_Екологія_і_природокористування | Додав: Admin (17.03.2015)
Переглядів: 1204
Всього коментарів: 0