Особенности Осадкообразования И Экологический Статус Промышленного Канала Сточных Вод

Abstract

Ссылка для цитирования: Ушакова Е.С., Белкин П.А., Дробинина Е.В. Особенности осадкообразования и экологический статус промышленного канала сточных вод // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 6. – С.75-91. Актуальность исследования определяется необходимостью получения исходных данных для безопасного обращения с осадками, формирующимися в результате отстаивания сточных вод различного генезиса в крупном промышленном центре Западного Урала. Цель настоящей работы заключается в характеристике химизма сточных вод промышленного канала и формируемых ими осадков, а также в определении экологического статуса и возможных вариантов обращения с осадками сточных вод. Объектом исследования является промышленный канал, или канал транспорта сточных вод, г. Березники (Пермский край, Россия). Канал представляет собой искусственный водоток общей протяженностью 8,9 км. Он сформирован в середине прошлого века с целью защиты промышленной зоны г. Березники от подтопления и организации единой городской промышленной канализации. На современном этапе канал принимает в себя промышленные сточные воды ряда предприятий, а также сточные воды городских очистных сооружений и ливневые стоки. В устье канала действует станция очистки, после которой очищенные воды поступают в Камское водохранилище. Методы исследования включают в себя определение макро- и микроэлементного состава сточных вод канала и его осадка с применением капиллярного электрофореза совместно с масс-спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Вместе с этим изучены микробиологические и радиологические показатели состояния осадка с применением установленных природоохранным законодательством РФ методик, проведено биотестирование проб осадка. Оценка геохимического состояния осадка и возможных экотоксикологических последствий от его загрязнения реализована с применением международных интегральных показателей, таких как индекс потенциального экологического риска, индекс геоаккумуляции, коэффициент качества осадка. Результаты. Выполнена оценка уровня загрязнения сточных вод и осадка с использованием нормативных показателей и геохимических индексов. Изученные образцы осадка характеризуются умеренным содержанием токсичных элементов, безопасны в радиационном отношении и не проявляют признаков бактериального загрязнения. При этом уровень загрязнения осадка значительно возрастает к нижней части промканала. Осадки в нижней части промканала (перед очистными сооружениями) значительно обогащены всеми исследованными микроэлементами по сравнению с их средним содержанием в верхней части континентальной коры. Установлено, что уровень загрязнения осадка по Igeo в промканале изменяется от сильнозагрязненного до экстремально загрязненного. Наибольшие значения индекса геоаккумуляции (Igeo>1000) зафиксированы в нижней части промканала. Значения индекса потенциального экологического риска в промканале изменяются от низкого до умеренного. Среднее значение коэффициента качества осадка показывает сильное загрязнение осадка в нижнем течении, при этом в среднем течении осадок сточных вод относится к категории незагрязненных. Проведен сравнительный анализ международных стандартов допустимых уровней содержания тяжелых металлов в осадках сточных вод для сельскохозяйственного использования. Проведена оценка возможных направлений использования осадков сточных вод, накопленных в промышленном канале города Березники. Наличие экстремально высоких концентраций хлоридов и микроэлементов в осадке сточных вод ограничивает его повторное использование. Это определяет необходимость дальнейшего поиска экологически безопасных способов применения и утилизации накопленного осадка. Перспективным направлением рециклинга накопленного осадка из промканала города Березники может стать разработка технологий производства строительных материалов.