Авторами были произведены отборы проб донных отложений и скопы в верхних слоях водоема. Установлено, что сбросы отходов бумажного производства в водный бассейн приводят к загрязнению окружающей среды как органическими, так и неорганическими веществами. Содержание органических веществ, определяемых в воздухе, в районе данного водоема показали, что отходы производства разлагаясь приводят к загрязнению атмосферного воздуха бензолом, толуолом и другими веществами. Выделяется большое количество метана.
Ключевые слова:отходы, бумажное производство, скоп, органические и неорганические вещества, загрязнение окружающей среды, водный бассейн.
Данная статья является продолжением работы, результаты которой отражены в материалах международной научной конференции [1]. Схема отбора проб донных отложений показана на рис. 1. Источник загрязнения –деревообрабатывающее предприятие ООО «Маяк» г. Пенза.
Рис. 1. Схема точек отбора проб донных отложений
Отходы бумажного производства (так называемый скоп) в водоеме образуют слой, плавающий на поверхности воды. В точке 8 со дна водоема отобрана проба донных отложений, а с поверхности — проба «скопа». Пробы донных отложений в точках 7, 8, 9 отбирались с берега, а в остальных точках — с лодки.
В пробах донных отложений и скопа выполнялись следующие анализы: массовая доля влаги, рН, нефтепродукты, фенол, формальдегид, нитраты, фосфор, сульфиты, хлориды, цинк, никель, медь, свинец, хром, кадмий, ртуть, мышьяк, железо, марганец. Предельно-допустимые концентрации для донных отложений не установлены.
Следует отметить, что точки 1, 2, 3 расположены выше, а точки 5, 6, 10 ниже места выпуска с очистных сооружений по течению. Точка 4 находится напортив выпуска на границе «скопа».
Отобранные пробы донных отложений имеют нейтральную реакцию среды (6,4 … 8,22 единицы рН).
Содержание загрязняющих веществ в пробах показывает, что максимальные концентрации фенолов наблюдаются в точках 3, 4, 5, 8, 9 (рис. 2); формальдегидов — в точках 2 и 5 (рис. 3).
Рис. 2. Содержание фенолов в донных отложениях
Рис. 3. Содержание формальдегидов в донных отложениях
Содержание нитратов изменяется в пределах от 1,8 до 5,1 мг/кг, максимальные концентрации обнаружены в точках 6 (5,1 мг/кг) и 9 (4,45 мг/кг) (рис. 4).
Рис. 4. Изменение содержания нитратов в донных отложениях
Наибольшее содержание хлоридов обнаружено в точках 4 (305 мг/кг), 8 (250 мг/кг) и 9 (332 мг/кг), наименьшее в точках 5, 6, 7, 10 (45,5 … 105,5 мг/кг) (рис. 5).
Рис. 5. Содержание хлоридов в донных отложениях
Содержание меди изменяется от 21 мг/кг до 184,4 мг/кг, максимальные значения имеют место в точках 6 (184,4 мг/кг) и 4 (128,6 мг/кг).
Концентрация цинка изменяется от 43,4 мг/кг до 579,8 мг/кг. Наибольшие концентрации наблюдаются в точках 6 (579,8 мг/кг), 8 (204,9 мг/кг), 9 (234,2 мг/кг).
Концентрация марганца колеблется от 21,4 мг/кг до 395,6 мг/кг. Наибольшие значения получены в точках 2 (395,6 мг/кг), 4 (314,1 мг/кг), 9 (291,1 мг/кг) (рис. 6).
Рис. 6. Содержание металлов (цинк, медь, марганец) в донных отложениях
Содержание хрома колеблется от 2 мг/кг до 14,3 мг/кг, никеля — от 2,4 мг/кг до 24,1 мг/кг. Мышьяк содержится в донных отложениях в количестве от 8,9 мг/кг до 49,2 мг/кг, максимальное значение наблюдается в точке 6. Максимальное содержание свинца — также в точке 6 (193,8 мг/кг), в остальных точках оно значительно ниже и изменяется от 1,0 мг/кг до 20 мг/кг (рис. 7).
Рис. 7. Содержание металлов (хром, свинец, никель) и мышьяка в донных отложениях
Содержание в донных отложениях ртути изменяется от 0,01 мг/кг до 0,16 мг/кг, кадмия — от 0,1 мг/кг до 1,0 мг/кг (рис. 8).
Рис. 8. Содержание кадмия и ртути
Вторым направлением работы являлось определение содержания в донных отложениях органических веществ. Трудность заключалась в том, что методики определения многих органических веществ в отходах не разработаны. Поэтому исследования скопа и донных отложений проводилась следующим образом. Проба скопа, отобранная из водоема в точке 8, была помещена в полиэтиленовый пакет и плотно укупорена. После чего был проведен анализ воздуха, находящегося над скопом в полиэтиленовом пакете, с помощью газового хроматографа «Кристалл 5000». Анализ воздуха проводился при температуре 20ºС и 85ºС. Результаты анализа приведены в табл. 1.
Таблица 1
|
№ |
Название вещества |
Единица измерения |
Концентрация при Т=20 ºС |
Концентрация при Т=85 ºС |
|
1 |
Сумма летучих органических соединений (в пересчете на ацетальдегид) |
мг/м3 |
1,879 |
31,35 |
|
2 |
Этанол |
мг/м3 |
|
1,036 |
|
3 |
Ацетон |
мг/м3 |
0,134 |
1,554 |
|
4 |
Изо-пропанол |
мг/м3 |
|
6,253 |
|
5 |
Пропанол |
мг/м3 |
|
0,181 |
|
6 |
Этилацетат |
мг/м3 |
0,048 |
2,684 |
|
7 |
Бензол |
мг/м3 |
|
0,203 |
|
8 |
Бутанол |
мг/м3 |
|
0,097 |
|
9 |
Толуол |
мг/м3 |
0,052 |
6,811 |
|
10 |
Бутилацетат |
мг/м3 |
0,024 |
3,192 |
|
11 |
Этилбензол |
мг/м3 |
0,002 |
0,203 |
|
12 |
п-Ксилол |
мг/м3 |
0,030 |
1,428 |
|
13 |
о-Ксилол |
мг/м3 |
0,021 |
0,421 |
|
14 |
Метан |
мг/м3 |
2000 |
|
Полученные результаты показывают, что находящиеся в водоеме отходы бумажного производства разлагаются с выделением ряда органических веществ, таких как, этанол, ацетон, изо-пропанол, пропанол, этилацетат, бензол, бутанол, толуол, бутилацетат, этилбензол, ксилол и др. больштнство этих веществ обладает характерным резким запахом. Кроме того, выделяется большое количество метана. Этот процесс усиливается с повышением температуры.
Было проведено такое же исследование проб донных отложений, отобранных в точках 1, 7, 9. Результаты исследований приведены в табл. 2.
Таблица 2
|
№ |
Название вещества |
Единица измерения |
Точка 1 |
Точка 7 |
Точка 9 |
|||
|
Концентрация при Т=20 ºС |
Концентрация при Т=85 ºС |
Концентрация при Т=20 ºС |
Концентрация при Т=85 ºС |
Концентрация при Т=20 ºС |
Концентрация при Т=85 ºС |
|||
|
1 |
Сумма летучих органических соединений |
мг/м3 |
0,621 |
28,389 |
1,117 |
47,727 |
2,581 |
40,275 |
|
2 |
Этанол |
мг/м3 |
0,016 |
0,241 |
|
0,291 |
|
0,703 |
|
3 |
Ацетон |
мг/м3 |
0,039 |
0,443 |
0,092 |
0,512 |
0,184 |
0,985 |
|
4 |
Изо-пропанол |
мг/м3 |
|
9,993 |
0,015 |
12,44 |
|
7,896 |
|
5 |
Пропанол |
мг/м3 |
|
0,56 |
0,209 |
|
|
|
|
6 |
Этилацетат |
мг/м3 |
0,006 |
3,532 |
0,006 |
4,435 |
0,006 |
3,1 |
|
7 |
Бензол |
мг/м3 |
0,005 |
|
0,005 |
|
0,006 |
|
|
8 |
Изо-бутанол |
мг/м3 |
|
0,02 |
0,006 |
0,045 |
|
0,042 |
|
9 |
Бутанол |
мг/м3 |
|
0,014 |
0,005 |
0,019 |
|
0,015 |
|
10 |
Толуол |
мг/м3 |
0,015 |
0,42 |
0,015 |
0,361 |
0,014 |
0,293 |
|
11 |
Бутилацетат |
мг/м3 |
0,009 |
0,947 |
0,009 |
1,097 |
0,009 |
1,167 |
|
12 |
Этилбензол |
мг/м3 |
0,003 |
0,074 |
0,003 |
0,113 |
0,003 |
0,088 |
|
13 |
п-Ксилол |
мг/м3 |
0,012 |
0,286 |
0,014 |
0,541 |
0,012 |
0,328 |
|
14 |
о-Ксилол |
мг/м3 |
0,034 |
0,183 |
0,037 |
0,193 |
0,037 |
0,202 |
|
15 |
Метан |
мг/м3 |
168 |
|
655 |
|
740 |
|
Таким образом, проведенное исследование показывает, что водоем загрязнен органическими веществами. Общее содержание органических веществ по показателю биологического потребления кислорода (БПК) возникает в нижней части русла. Источником поступления в водоем органических веществ являются отходы бумажного производства, скопившиеся в нем, при разложении которых в воду и атмосферный воздух поступают различные органические вещества и метан.
Содержание нефтепродуктов изменяется незначительно (от 144,7 мг/кг до 188 мг/кг) (рис. 9).
Рис. 9. Содержание нефтепродуктов в донных отложениях
Максимальное содержание фосфатов наблюдается в точке 9 (3,2 мг/кг), в остальных точках изменяется от 0,05 мг/кг до 0,25 мг/кг (рис. 10).
Рис. 10. Содержание фосфатов в донных отложениях
Наибольшее содержание сульфатов наблюдается в точках 6 (7613 мг/кг) и 9 (6230 мг/кг) (рис. 11).
Рис. 11. Содержание сульфатов в донных отложениях
Выводы:
Проведенные исследования содержания неорганических веществ в донных отложениях и «скопа» водоема в зоне сброса сточных вод предприятия бумажного производства показали следующее: в точках, расположенных в районе сброса и ниже выпуска значительно увеличивается содержание фенолов, формальдегида, нитратов меди, цинка и особенно мышьяка, а также других веществ. К сожалению ПДК для донных отложений, в настоящее время не установлены. Содержание органических веществ, определяемых в воздухе, в районе данного водоема показали, что отходы производства разлагаясь приводят к загрязнению атмосферного воздуха бензолом, толуолом и другими веществами. Выделяется большое количество метана.
Таким образом, сбросы данного производства приводят к загрязнению атмосферного воздуха и вторичному загрязнению водоема, что значительно ухудшает экологическую обстановку прилегающего района.
Литература:
1. Еличев К. А., Козицын В. С., Пинт Э. М., Романенко И. И. «Результаты обследования водоема в районе сброса сточных вод предприятием бумажного производства». Materialy IX Miedzynarodovej naukovi-praktycznej konferencji «Actual problems of development of the construction complex and enterprises on its basis — 2013» Volume 2. Ekologia. Rolnictwo.: Przemysl-Penza. Nauka I studia — 88 str. С. 44–50.
