Изучение проблемы влияния бытовых стоков на качество питьевой воды

V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Изучение проблемы влияния бытовых стоков на качество питьевой воды

Зарубин  А.Н. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Курумканская средняя общеобразовательная школа №1»
Зарубина  В.П. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Курумканская средняя общеобразовательная школа №1»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Вода – самое уникальное вещество на нашей планете. Ею покрыта большая часть Земли. Вода входит в состав живых организмов, участвуя во всех биохимических процессах живой клетки.Ежедневно организм взрослого человека должен получать 2-2,5 литров воды. Человек получает воду из разных природных источников, поэтому качество питьевой воды зависит от состояния этих источников.

В связи с ухудшением экологической обстановки, водные ресурсы подвергаются глобальному загрязнению. Загрязнению подвергаются моря, реки, озёра и подземные воды. Основными источниками загрязнения воды являются промышленные и хозяйственно-бытовые стоки.

В последние десятилетия проблема сточных вод приобретает остроту и актуальность во всём мире, в том числе и в нашей стране. Количество воды, применяемое в процессе хозяйственной деятельности, увеличивается постоянно, увеличивая и количество загрязнённой воды. При попадании загрязняющих веществ в окружающую среду наносится огромный ущерб экологии, поэтому промышленные и бытовые стоки должны подвергаться обязательной очистке.

По данным Министерства природных ресурсов Республики Бурятия особой проблемой является загрязнение подземных вод хозяйственно-бытовыми стоками. К этому часто приводит жилая застройка частных домов, которые не подключены к центральным системам водоотведения.В этом случае, хозяйственно-бытовые стоки скапливаются в специальных стоковых колодцах, которые самостоятельно устанавливают жители частных домов. Такие стоки не проходят полноценную естественную фильтрацию и свободно попадают в подземные грунтовые воды. Таким образом, загрязнённая вода может попасть в скважины и использоваться для питья.

В настоящее время существуют альтернативные способы сбора хозяйственно-бытовых стоков в постройках частного жилого сектора. Таковыми являются локальные очистные сооружения биологической очистки или установки герметичных ёмкостей. Однако, большинство жителей не хотят решать проблему загрязнения грунтовых вод.

Проблема становиться наиболее актуальной в условиях сохранения чистоты озера Байкал. Загрязнения озера Байкал органическими веществами, содержащимися в бытовых стоках, могло стать одной из причин размножения водорослей. Проблемы загрязнения заставили в 2015 году расширить водоохранную зону вокруг Байкала.

Постановка проблемы: в условиях села Курумкан грунтовые воды являются основным источником питьевой воды. Для получения воды население пользуется водонапорными башнями или собственными скважинами. На сегодняшний день в селе Курумкан в эксплуатации находится 27 водонапорных башен, обслуживание которых ведёт комхоз. Ещё одним источником воды для жителей села стали собственные скважины, количество которых в последние годы увеличивается.

Частные дома не подключены к системам водоотведения, поэтому хозяйственно-бытовые стоки скапливаются в специальных стоковых колодцах, установленных рядом с домами. Большая часть частных скважин устанавливается в непосредственной близости от стоковых колодцев.

Попавшая в стоковые колодцы жидкость подвергается естественной фильтрации через слои грунта. При этом, фильтрации подвергаются только нерастворённые частички, а растворимая часть хозяйственно-бытовых стоков попадает в более глубокие слои грунта. Достигая водоносногослоя, вещества-загрязнители попадают в грунтовые воды.

Проблема изоляции бытовых стоков от попадания в грунтовые воды в настоящее время в селе Курумкан не решается.

Гипотеза:хозяйственно-бытовые стоки попадают в источники водоснабжения. Воды самого верхнего водоносного участка постепенно загрязняются по мере стока вниз по склону, на котором расположено село Курумкан.

Объектом исследования является питьевая вода из подземных источников

Предметом исследованияявляются проблемы загрязнения питьевой воды

Целью данной работы являетсяизучение проблемы влияния бытовых стоков на качество питьевой воды в селе Курумкан.

Задачи, решаемые в ходе выполнения работы:

    •  

изучить причины загрязнения воды подземных источников;

    •  

определить, какие методы можно использовать для определения степени загрязнения воды подземных источников;

    •  

установить изменениекачества питьевой воды из подземных источников;

    •  

проанализировать полученные результаты, представив их в виде таблиц, графиков, диаграмм, карт;

    •  

подготовить модель и провести эксперимент для определенияскорости осаждения бытовых стоков.

Практическая значимостьданного исследования состоит в выявлении проблемы загрязнения подземных водоносных слоёв хозяйственно-бытовыми стоками. В условиях частных построек установка автономного водоснабжения и стоковых колодцев приводит к загрязнению водоносного слоя и ухудшению качества питьевой воды. Результаты исследования позволяют привлечь внимание населения кнеобходимости решения проблемы загрязнения питьевой воды.

Предложенная в исследовании модель позволяет наглядно увидеть процесс осаждения стоков и проникновение их в грунтовые воды.

Полученные результаты будут способствовать улучшению экологической обстановки в селе Курумкан.

Методы исследования:

 

Изучение и анализ литературы и материалов сети интернет.

 

Опрос, анкетирование и интервьюирование.

 

Лабораторный анализ.

 

Изготовлениемодели и постановка эксперимента.

 

Анализ и интерпретация полученных результатов.

Основные источники загрязнения сточных вод

Антропогенные факторы загрязнения сточных вод достаточно разнообразны и приводят к наличию в них механических, химических и биологических примесей. Как правило, такие загрязнители содержатся в сточных водах комплексно, что существенно усложняет решение проблемы очистки сточных вод.

Механическими примесями в большинстве случаев являются песок и различные мелкие твёрдые частицы отходов промышленного или сельскохозяйственного производства. Их выделение из стоков обычно производиться в специальных установках, где они осаждаются естественным образом.

Удаление из воды химических примесей представляет собой очень сложную проблему. Для этого используется дорогостоящее оборудование и специальные реагенты. Для устранения органических примесей активно и успешно используются особые микроорганизмы, которые в результате своей жизнедеятельности разлагают органику на безопасные компоненты.

Для удаления загрязнений биологического происхождения (бактерии, грибы, водоросли) обычно используют хлорсодержащие вещества. Однако, в последнее время появилась новая технология очистки с помощью обработки ультрафиолетовым излучением.

Источником большинства экологических проблем, связанных с утилизацией сточных вод, являются промышленные предприятия. Технологические процессы, применяемые в ходе производства, предполагают образование стоков, загрязнённых самыми различными веществами. На сегодняшний день промышленное загрязнение является одной из существенных угроз экологическому состоянию. На таких предприятиях в обязательном порядке должны использоваться очистные сооружения, которые должны нейтрализовать негативное влияние стоков.

Загрязнение сточных вод человеком производиться его хозяйственно-бытовой деятельностью. Жилые объекты и объекты социально-культурного назначения производят значительное количество стоков, которые должны отводиться в централизованные, или в автономные канализационные системы, и далее должны подвергаться очистке и сбросу в окружающую среду.

Механические, биологические и органические загрязнения сточных вод, образующихся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, удаляются очистными сооружениями весьма эффективно. Следует заметить, что концентрация загрязнения бытовых сточных вод относительно невысока, и современное оборудование для очистки хорошо справляются с их удалением.

Практическая часть.

Анкетирование учащихся и опрос населения.

Анкетирование проводилось среди учащихся двух школ села Курумкан, поскольку они имеют территориальное разделение. Охват учащихся двух школ позволил получить наиболее полную и достоверную информацию для исследования. В анкетировании принимали участие учащиеся средних и старших классов, которые проживают в частных домах: МБОУ «Курумканская СОШ №1» - 245 учащихся, МБОУ «Курумканская СОШ №2» - 115 учащихся. В анкете указывался адрес учащихся. При анкетировании учитывалось, что дети могла быть из одной семьи, поэтому такие анкеты считались единожды.Итого было изучено 360 анкет.

Учащимся была предложена следующая анкета:

    1.  

Воду из каких источников вы используете для питья и бытовых нужд?

а) из общей водонапорной башни

б) из собственной скважины

    1.  

Пользуется ли ваша семья фильтрами очистки воды?

а) да, используем постоянно

б) используем иногда

в) никогда не пользуемся

    1.  

Использует ли ваша семья для питья воду из магазинов?

а) часто

б) редко

в) никогда

По итогам анкетирования были получены следующие результаты:

    •  

на вопрос о том, откуда семья получает воду для питья, 319 учащихся ответили, что берут воду из водонапорных башен, что составляет 88,6%. Была выявлена 41 семья, имеющая собственные скважины, что составило 11,4% опрошенных.

    •  

Как часто используют в семье фильтры для очистки воды, 5 (1,4%) человек ответили, что постоянно используют фильтры и 3(0,8%) человека ответили, что используют фильтры иногда. Большая часть – 352 человека (97,8%), ответила, что никогда фильтрами не пользуется.

    •  

На вопрос использует ли семья воду из магазинов, 14 учащихся (3,9%) ответили, что покупают иногда. Остальные – 346 (96,1%), ответили, что никогда не покупают воду домой для питья. Никто из участников анкетирования не ответил, что покупают воду для питья постоянно.

Полученные результаты позволили выявить семьи и адреса, в которых есть собственные скважины. Эта информация необходима для следующих этапов исследования. Информативными были результаты второго и третьего вопросов, которые показали, что большая часть семей не использует фильтры для очистки воды и не используют для питья воду из магазинов. Т.е. большая часть населения села использует воду в том виде, в котором она поступает из подземных источников.

Результаты анкетирования представлены в приложении 1.

Опрос населения проводился после анкетирования учащихся, так как для него была необходима дополнительная информация о владельцах автономных скважин в нашем селе. По анкетам учащихся школы было установлено 41 адрес таких владельцев. Дополнительно удалось получить информацию ещё о 16 владельцах от самих жителей. Следует отметить, что какой-либо учёт установки автономных скважин нигде не ведётся, поэтому опросом были охвачены не все собственники скважин.

Владельцам 57 скважин в личной беседе было задано несколько вопросов

Результаты опроса представлены в таблице 1 и приложении 2.

Таблица 1

Вопрос

Ответы

1

В каком году была установлена скважина?

2017 – 16

2016 – 12

2015 – 11

2014 -8

2013 -3

2012 -4

2011 -2

2010 -1

2

Предусмотрена ли для сбора бытовых сточных вод специальная яма или стоковый колодец?

Да – 33

Нет – 24

3

Герметична ли ёмкость для стоков?

Да – 0

Нет - 33

4

Как часто происходит откачка бытовых стоков?

Один раз в год – 9

Два раза в год - 19

5

Задумывались ли когда-нибудь о загрязнении грунтовых вод сточными водами?

Да – 23

Нет - 0

Результаты опроса населения выявили следующее:

    •  

Количество семей, имеющих автономное водоснабжение, ежегодно увеличивается.

    •  

Около 60% опрошенных семей имеют колодцы для сточных бытовых вод. Остальные владельцы планируют в ближайшее время установить колодцы для бытовых стоков при дальнейшем благоустройстве дома.

    •  

Ни в одном из колодцев для сточных бытовых вод нет герметичного дна. Для укрепления боковых стенок колодцев используют бетонные кольца.

    •  

Откачка сточных вод проводится очень редко. Семьи, которые проводят откачку воды 1 раз в год, установили колодцы в последние два года. Это показатель того, что сточная вода очень активно просачивается в грунтовые воды.

    •  

Все опрошенные ответили, что задумывались о проблеме загрязнения грунтовых вод, т.е. допускают высокую вероятность загрязнения водоносного слоя сточными водами. В беседе многие отмечали, что надеются на естественную фильтрацию воды в грунте.

Исследование качества питьевой воды

Для исследования качества питьевой воды был проведён забор воды из двух источников: водонапорных башен и автономных скважин.

Для того, чтобы проводимое исследование носило сравнительный характер, были специально определены места забора воды. Условно территория села была поделена по высоте склона на три участка:

    •  

Участок А – верхний участок (от улицы Санаторная до улицы Балдакова).

    •  

Участок В – средний участок (от улицы Будаина до улицы Первомайская).

    •  

Участок С – нижний участок (от улицы Советская до улицы Набережная).

Контрольный забор воды был сделан из новой водонапорной башни на улице Жукова, на краю села в самой верхней точке. По отзывам жителей , здесь самая чистая вода.

Участок А имеет самый крутой угол наклона в сторону реки Баргузин от подножия Баргузинского хребта. Предположительно в этом же направлении происходит движение грунтовых вод. Средний участок имеет небольшой угол наклона, и нижний участок является почти пологим участком. Рельеф местности представлен на карте 1 снимка со спутника.

Далее на каждом участке были определены водонапорные башни, автономные скважины и стоковые колодцы, находящиеся примерно на одной вертикальной линии, так, чтобы концентрация стоковых колодцев была максимальной в каждой точке участка.

Забор воды проводился в новые пластиковые ёмкости, одинакового объёма.

Следующим этапом было исследование взятой для анализа воды.

Гигиеническая оценка воды проводилась по следующим показателям:

    •  

Наличие механических примесей

    •  

Прозрачность

    •  

Вкус

Наличие механических примесей проводилось путём фильтрации воды через специальные бумажные фильтры. Наличие примесей определялось визуально.

Для определения прозрачности водных растворов пробы переливались в стеклянные пробирки. Прозрачность водных растворов также определялась визуально и сравнивалась с контрольным образцом.

Вкус воды определяли поочерёдно и согласованно оценивали по 5-ти бальной шкале, так как она наиболее привычна для восприятия.

Результаты исследования каждой пробы представлены в таблице 2,3,4 и в приложении 3.

Таблица 2

Наличие в воде механических примесей

Участок

Автономная скважина

Водонапорная башня

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Участок А

нет

нет

нет

нет

нет

нет

Участок В

нет

нет

нет

нет

нет

нет

Участок С

нет

нет

нет

нет

нет

нет

Контроль

         

нет

Левая и правая часть склона на каждом участке определяется по направлению от Баргузинского хребта в сторону реки Баргузин.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что механические частицы в грунтовых водах не присутствуют.

Таблица 3

Определение прозрачностиводы

Участок

Автономная скважина

Водонапорная башня

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Участок А

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

Участок В

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

Участок С

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

прозрачна

Контроль

         

прозрачна

Полученные данные подтверждают результаты исследования воды на наличие механических примесей. Для оценки качества воды по механическим примесям и прозрачности условно засчитали 100% чистоту воды во всех пробах.

Таблица 4

Оценка вкусовых качеств воды

Участок

Автономная скважина

Водонапорная башня

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Участок А

5

5

5

5

5

5

Участок В

5

4

4

5

4

5

Участок С

4

4

3

4

3

4

Контроль

         

5

Полученные результаты показали снижение вкусовых качеств воды на среднем и нижнем участках водоносного слоя. Однако, следует учитывать, что мнение авторов исследования субъективно, поэтому такой показатель не может считаться абсолютно точным.

При оценке гигиенических показателей воды использовались только свежие пробы воды.

Исследование воды на биогенное загрязнение

Данное исследование было проведено на основании опроса владельцевавтономных скважин. Некоторые жители отметили быстрое помутнение воды, ухудшение вкуса и появление слизи внутри емкостей для хранения воды. Поэтому было решено провести данное исследование и попытаться выявить причину таких явлений.

Свежие пробы воды перелили в стеклянные пробирки и оставили на некоторое время в тёмном прохладном месте. Отверстия пробирок закрыли кусочками ваты. Таким образом, были созданы сходные условия при хранении воды. Каждый день проверяли пробирки на помутнение и наличие слизи, просматривая их на свету. Исследование проводилось в течение недели, так как это среднее время хранения воды в ёмкостях у опрошенных владельцев автономных скважин.

Результаты исследования представлены в таблице 5 и приложении 4.

Таблица 5

Определение биогенного загрязнения воды

(по помутнению раствора и появлению слизи)

Участок

Автономная скважина

Водонапорная башня

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Проба 1

(левый склон)

Проба 2

(середина склона)

Проба 3

(правый склон)

Участок А

5 дней

4 дня

5 дней

6 дней

5 дней

5 дней

Участок В

5 дней

4 дня

4 дня

6 дней

4 дня

4 дня

Участок С

4 дня

3 дня

4 дня

4 дня

3 дня

4 дня

Контроль

         

6 дней

Проведённое исследование показало, что самое быстрое помутнение воды наблюдается на нижнем участке на всех склонах. На среднем участке скорость помутнения средняя. Самая низкая скорость помутнения в верхнем участке и на левом склоне верхнего и среднего участка. Такие результаты косвенным образом подтверждают, что по мере движения подземных грунтовых вод от возвышенности в сторону реки Баргузин, происходит изменение состава воды.

Данные левого склона могут быть связаны с тем, что на краю села в северо-восточном направлении склон имеет большую возвышенность и угол наклона. Это также может свидетельствовать о смещении направления водоносного слоя в южном направлении.

Появление помутнения и слизи на стенках пробирок может свидетельствовать и наличии в воде различных микроорганизмов. Это могут быть бактерии, микроскопические грибы, диатомовые водоросли. Одним из благоприятных факторов для их размножения служит наличие органических загрязнителей в воде. Чем больше органических загрязнителей, тем выше скорость размножения микроорганизмов. Наличие микрофлоры в составе грунтовых вод доказывает, что органические загрязнители могут попадать в неё в растворённом виде. Этот факт доказывает, что в воду могут попасть и патогенные микроорганизмы, что может привести к инфицированию воды.

Поскольку возможности школьной лаборатории не позволяют провести анализ воды качественно, было решено обратиться в лабораторию санитарного контроля в селе Курумкан. Выяснили, что согласно договору с коммунальным хозяйством ведётся мониторинг питьевой водыиз водонапорных башен и систем центрального водоснабжения. Анализ проводят в лаборатории посёлка Баргузин. Проверяется химический состав воды, жёсткость, радиоактивность и наличие микроорганизмов. Показатели за последние три года находятся в пределах нормы.

В ходе беседы с руководителем коммунального хозяйства Петренко Алексеем Васильевичем выяснили, что пробы воды из систем центрального водоснабжения берутся каждые две недели. Ежегодно проводится проверка и очистка ёмкостей хранения воды в системах центрального водоснабжения. Алексей Васильевич отметил, что почвенная фильтрация воды в селе хорошая благодаря песчано-каменистому грунту.

Проведена встреча с главой поселения ГатаповымЖаргалом Валерьевичем, на которой представили результаты исследования. Глава поселения отметил, что вопрос загрязнения грунтовых вод бытовыми стоками очень важен, поскольку уже был зарегистрирован случай отравления питьевой водой из собственной скважины на нижней улице села, где грунтовые воды подходят близко к поверхности. Пояснил, что никто не контролирует установку и очистку частных сточных колодцев. Было решено представить исследования на общем сходе жителей села в мае 2018 года. Глава поселения признал, что проблема загрязнения питьевой воды бытовыми стоками очень актуальна и требует срочного решения.

Исследование объёма бытовых стоков

Для определения изменения объёма бытовых стоков был выбран стоковый колодец, расположенный на участке В середины склона. Для этого замерили начальную глубину до поверхности бытовых стоков. Глубина составила 2 метра 35 см. Через 7 дней провели новый замер. Второе измерение составило 2 метра 27 см. Разница в измерениях показывает изменение высоты бытовых стоков, которая составила 8 см.

Полученные данные позволили построить баланс жидкости: сколько жидкости поступило в яму, как изменился объём жидкости, сколько жидкости просочилось в грунт.

Рассчитали объём оставшейся жидкости в колодце по формуле:

V= пr2 * h

r – радиус колодца (75 см или 0,75 м)

h – высота жидкости (8 см или 0,08 м)

п – 3,14

Объём оставшихся в колодце стоков составил:

V= 3,14 * 0,752 * 0,08 = 0, 141 м 3

Семья из 5 человек, учитывая погрешности, произвела в неделю 2 м 3бытовых стоков.

Рассчитали объём просочившейся в грунт жидкости за 7 дней:

2 м 3 _ 0,141 м 3 = 1,859 м 3 или 1859 литров

Использование метода моделирования

( модельPRDD – Penetrationrateofdomesticdrains, скорость осаждения бытовых стоков)

Применение метода моделирования позволяет дать полную картину загрязнения водоносного слоя в грунте. Предложенная модель даёт возможность продемонстрировать процесс продвижения сточных вод в динамике и прогнозировать развитие процесса. В модели отраженыследующие показатели:

Глубина залегания водоносного слоя.

Распределение и структура слоёв грунта.

Скорость оседания бытовых стоков.

Для подготовки модели была собрана дополнительная информация о глубинах, на которых установлены скважины. Это даёт возможность определить глубину залегания водоносного слоя. Информация была получена у работников коммунального хозяйства на основании технической документации и хозяев автономных скважин. Были выявлены следующие глубины водоносного слоя, представленные в таблице 6:

Таблица 6

Глубины водоносного слоя

Участок

Автономная скважина

Водонапорная башня

Средний показатель

Участок А

(верхний участок)

17-45 метров

40-50 метров

38 метров

Участок В

(средний участок)

25-30 метров

16 - 24 метра

23,75 метров

Участок С

(нижний участок)

8-10 метров

4 - 10 метров

8 метров

Используя средние показатели, высчитали необходимую глубину водоносного слоя для модели. Для этого использовали масштаб в 1 :200. Показатели средних глубин водоносного слоя соответственно уменьшаем в 200 раз (100 см : 200 = 0,5 см) и выводим глубины по каждому участку на модель. Соответственно получились следующие показатели глубин:

Участок А – 38 * 0,5 см = 19 см

Участок В – 23,75 * 0,5 см = 11,8 см

Участок С – 8 * 0,5 см = 4 см

По крайним точкам определили среднюю глубину водоносного слоя и нанесли отметки на модель.

На следующем этапе установили структуру почвенных слоёв и их глубину на каждом участке. Было установлено следующее распределение почвенных слоёв на территории села:

Плодородный слой

Песчано-суглинистый слой

Песчано-каменистый слой

При опросе жителей выяснилось, что глубина каждого слоя на разных участках в селе Курумкан отличается друг от друга. Диапазоны средних глубин каждого слоя представлены в таблице 7:

Таблица 7

Диапазоны глубин почвенных слоёв

Участок

Плодородный слой

Песчано-суглинистый слой

Песчано-каменистый слой

Участок А

(верхний участок)

До 0,5 метров

0,5 – 1,5 метра

От 1,5 метров

Участок В

(средний участок)

До 0,5 метров

0,5 – 1,5 метров

От 1,5 метров

Участок С

(нижний участок)

0,5-1,5 метра

1,5 – 2 метра

От 2 метров

Показатели средних глубин почвенных слоёв также уменьшаем в 200 раз (100 см : 200 = 0,5 см) и выводим глубины по каждому участку на модель. Учитывая, что по данным опроса высота стоковых колодцев в среднем составляет 4 метра можно установить, что их дно располагается в песчано-каменистом слое. Соответственно бытовые стоки будут просачиваться только в этом слое.

В нижней части водоносного слоя установили бумажные фильтры. По фильтру установили, когда и какая часть раствора достигла водоносного слоя.

После подготовки модели приступили к расчёту скорости просачивания бытовых стоков. Для этого установили капсулы на глубину, соответствующую глубине стоковых колодцев (4* 0,5 см = 2 см). Эксперимент начался в 10 часов утра 22 января 2018 года. Для этого в каждую капсулу с помощью шприца регулярно вводили подготовленный раствор, имитирующий сточные воды.

Для обнаружения результата применили водный раствор марганцовки, имитирующий растворимую часть, к которому добавили крупинки чёрного молотого перца, имитирующего нерастворимые частицы.

В период наблюдения отметили, что первоначально раствор распространился в почвенном слое горизонтально, а затем началось постепенное вертикально движение раствора вниз.

Результаты наблюдения приведены в таблице 8:

Таблица 8

Участок А

(верхний участок)

Глубина 19см была достигнута за 17 дней.

19 см : 17 дней= 1,11 см/сутки

1,11 : 0,5 = 2,23м/суткискорость – 2,23 м/сутки

Участок В

(средний участок)

Глубина 11,8 см была достигнута за 11 дней.

11,8 см : 11 дней= 1,07 см/сутки

1,07 : 0,5 = 2,52 м/сутки скорость – 2,14 м/сутки

Участок С

(нижний участок)

Глубина 4 см была достигнута за 3 дня.

4 см : 3 дня= 1,3 см/сутки

1,3 : 0,5 = 2,66 м/сутки скорость – 2,66 м/сутки

Полученные результаты позволяют вычислить скорость движения сточных вод в данном типе грунта. Разница скорости между участками незначительная, поэтому выводим среднюю скорость движения сточных вод:

2,23 + 2,14 + 2,66 / 3 = 2,34 м/сутки

Следует учитывать, что такая скорость движения стоков показана в изначально чистом грунте. Данные опроса жителей показали, что откачку воды в свежих стоковых колодцах производят очень редко (1-2 раза в год), что подтверждает достаточно высокую скорость движения сточных вод в грунте.

Конечное время достижения водоносного слоя определили по первым признакам намокания бумажных фильтров, установленных на дно модели. Проверка фильтра показала наличие только растворимой части раствора, нерастворимые частички на фильтр не попали.

Преимущества модели:

    •  

Изготавливается из доступных недорогих материалов.

    •  

Можно показать расположение любых почвенных слоёв.

    •  

Могут быть заданы любые размеры и параметры.

    •  

Можно использовать любые растворы.

Описание модели предоставлено в техническом паспорте.

Выводы

В селе Курумкан основными источниками питьевой воды являются водонапорные башни общего пользования. В ходе исследования было выявлено, что в последние три года жители села Курумкан стали активно устанавливать скважины автономного водоснабжения. Всего было установлено наличие 57 таких скважин. Как показал опрос населения, большинство жителей (60%) в частном порядке одновременно устанавливают систему канализации, благоустраивая дома. Другая часть населения планирует в ближайшее время установку системы канализации.

В ходе опроса населения было установлено, что в таких домах скопление бытовых стоков происходит в специальных канализационных колодцах, которые не имеют герметичного дна. Скапливаясь в колодцах, бытовые стоки постепенно проникают в нижние слои грунта, достигая водоносного слоя. При этом следует отметить, что по данным анкетирования жители села практически не используют бытовые фильтры очистки воды.

Было установлено, что ни один индивидуальный стоковый колодец не имеет герметичного дна, и откачка хозяйственно-бытовых сточных вод происходит крайне редко (1-2 раза в год), что может свидетельствовать о достаточно высокой скорости осаждения сточных вод в нижних слоях грунта.

Оценка гигиенических показателей качества питьевой воды на исследуемых участках показала, что взятые пробы не имеют механических примесей и в сравнении с контрольным образцом прозрачны. Вкусовые качества воды показали незначительное ухудшение показателей в сторону нижнего участка.

Проверка проб воды на бактериальное загрязнение по скорости помутнения и образования слизи также показало изменение показателей в направлении нижнего участка. Это говорит о том, что в пробах, взятых ниже по склону, микробиологическая активность возрастает. Это свидетельствует о возрастании питательности среды, что может являться показателем попадания сточных вод. С другой стороны, появление микробиологической активности в пробах говорит о том, что процесс самоочистки грунтовых вод идёт достаточно интенсивно.

Наряду с положительной органолептической оценкой воды из автономных источников, активность микроорганизмов может свидетельствовать об удовлетворительном состоянии почвенно-покровных компонентов экосистемы.

Для исследования скорости осаждения бытовых стоков была использована модельPRDD – Penetrationrateofdomesticdrains. Модель представлена как авторское изобретение и имеет технический паспорт. Для подготовки модели было изучено распределение слоёв грунта, их высота и средняя глубина водоносного слоя. Была определена скорость движения стоков на каждом участке и вычислена средняя скорость, которая составила 2,34 м/сутки.

Полученные в ходе исследования результаты показали высокую степень вероятности загрязнения водоносного слоя хозяйственно-бытовыми стоками. Выявили необходимость решения вопроса о герметизации индивидуальных стоковых колодцев и применения очистных установок.

Список литературы

 

Арустамов Э.А. Д.А., «Природопользование», Москва, 2003 год.

 

Данилов В.И., Хранович И.Л.,«Управление водными ресурсами»– М.: Научный мир, 2010 год.

 

Новиков Ю.В.,«Экология, окружающая среда и человек»,Москва, Фаир, 1999 год.

 

Степановских А.С., «Экология», Москва, Юнити-Дана, 2001 год.

 

Соколова В.Н., «Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков», Москва, Стройиздат, 1992 год.

 

Хотунцев Ю.Л., «Человек, технологии, окружающая среда», Москва, Устойчивый мир, 2001 год.

 

Жуков А.И., Монгайт И.Л., «Методы очистки производственных сточных вод», Москва, Химия, 1996 год.

Приложение 1.

Приложение 2

Установка автономных скважин

(по годам)

Приложение 3

Наличие механических примесей и прозрачность

Приложение 3

Определение вкусовых качеств

Верхний участок

Средний участок

Нижний участок

Приложение 4

Определение биогенного загрязнения

Верхний участок

Средний участок

Нижний участок

Техническийпаспорт

модели PRDD – Penetration rate of domestic drains

Наименование изделия:модель PRDD – PenetrationrateofdomesticdrainsОбласть применения: изучение скоростиосаждения бытовых стоков

Описание модели:модель представляет собой прямоугольную ёмкость, состоящую из трёх секций. Секции разделены вертикальными перегородками. Передняя, задняя стенки и дно модели изготовлены из прочного прозрачного пластика. Вертикальные перегородки изготовлены из древесины.

Ширина модели: 15 см

Длина модели: 49 см

Высота модели: 35 см

35 см

49 см

15 см

Использование модели:

    1.  

Подготовка почвенного грунта

Согласно исследованию используется три типа грунта: плодородный, суглинистый и песчано-каменистый.

    1.  

Заполнение ёмкостей почвенным грунтом

Согласно расчётам высота грунта составляет:

плодородная почва - 1,5 см

суглинистая почва - 2 см

песчано-каменистая почва – засыпается до дна модели.

1 слой

2 слой 33

3 слой

уровень грунтовых вод

1 слой – плодородная почва (1,5 см)

2 слой – суглинистая почва (2 см)

3 слой – песчано-каменистая почва (до дна)

Дно модели условно представляет верхний уровень грунтовых вод. Перед засыпанием грунта на дно укладывается один слой фильтровальной бумаги.

    1.  

Установка модели колодца

Для имитации колодца используется пластиковая капсула. Капсула изготавливается из корпуса крышки обычного медицинского шприца. Наружная часть капсулы обрабатывается клеем для более прочного соединения с грунтом. Глубина установки капсулы составляет 2 см.

    1.  

Залив жидкости

Залив жидкости в капсулу является имитацией слива бытовых стоков в сточный колодец. Для заливки используется медицинский шприц. Суточное внесение жидкости в объёме 1,5 мл демонстрирует недельную норму слива бытовых стоков.

    1.  

Проведение замеров

По мере залива жидкости регулярно проводится проверка бумажного фильтра на намокание. По появлению первых признаков намокания определяется время вертикального просачивания жидкости на глубину водоносного слоя.

27

Просмотров работы: 174