12.4 Охорона водоймищ від забруднень

Забруднення водоймищ відбувається природним і штучним шляхами. Забруднення поступають із дощовими і талими водами, змиваються з берегів, а також утворюються у процесі відмирання тваринних та рослинних організмів, які знаходяться у водоймищі.

Штучне забруднення водоймищ є, головним чином, результатом спуску у них недостатньо очищених стічних вод промислових підприємств та населених пунктів. Забруднення, які поступають у водоймище, у залежності від їх об’єму і складу можуть надавати на нього різний вплив: змінюються фізичні властивості води, з’являється забарвлення, запахи та присмак; з’являються плаваючі речовини на поверхні водоймища і утворюються відкладення; змінюється хімічний склад води (рН, вміст органічних та неорганічних речовин); зменшується у воді вміст розчиненого кисню внаслідок його вживання для окислення органічних речовин, що з’явились; змінюються число і види бактерій (з’являються патогенні), які заносяться у водоймище разом із стічними водами. Забруднені водоймища стають непридатними для питного, а інколи і для технічного водопостачання, у них гине риба.

У практиці санітарної охорони водоймищ користуються гігієнічними нормативами – гранично допустимими концентраціями (ГДК) речовин, які впливають на якість води. За ГДК приймають ту максимальну концентрацію речовин, при якій не порушується нормальний хід біологічних процесів, що формують якість води, та не погіршуються товарні якості промислових організмів. Найбільш ефективною охороною водоймищ від забруднення стічними водами є їхнє очищення. Для раціонального використання водних ресурсів і посилення охорони природних вод від забруднення передбачають повторне використання очищених стічних вод у системах виробничого водопостачання.

У межах великих міст необхідно враховувати забруднення не тільки побутовими та виробничими стічними водами, але і дощовими та талими, які стікають з території міста по водостоках. Мінімальна витрата води у річці для розбавлення дощових вод повинна складати не менше 0,016 л/с на жителя, у  іншому випадку якість річної води буде незадовільною.

Наявність у стічних водах шкідливих речовин гальмує процеси самоочищення водоймищ. Такі забруднення виробничих стічних вод, як сірководень та сульфіди, надають отрутний вплив на живі організми. Крім того, вони є нестійкими у водному середовищі, окислюються за рахунок розчиненого у воді кисню, порушуючи цим кисневий режим водоймища. До таких же тяжких наслідків приводить випуск у водоймища фенолмістких стічних вод, зокрема стічних вод газогенераторних станцій, хімічних заводів, а також підприємств паперової промисловості.

Регенеруючі можливості водоймищ. Здатність самоочищення річки залежить від багатьох природних факторів: об’єму річного стоку, швидкості потоків, хімічного складу води, її температури і т.д. Урахувати їх усі при прогнозуванні оптимальних санітарних пропусків дуже важко. Діючі санітарні норми вимагають гранично мінімального вмісту забруднень у очищених стічних водах, які поступають у водоймища. Але у багатьох випадках глибоке очищення стоків відповідно до цих норм коштує значно дорожче, ніж розбавлення стічних вод, які проходять менш глибоке очищення, річною водою. Для інтенсифікації самоочищення річок рекомендується штучна аерація, яка дуже ефективна, але поки що не одержала широкого розповсюдження.

Для утворення найкращих умов розбавлення при конструюванні випуску треба керуватись такими положеннями: розташування випуску повинно бути у зоні стійкої течії; випускні отвори повинні бути розташовані над дном водоймища на висоті h ≥ 5d (d – діаметр отвору), але не менше 1 м; напрямок випуску стічних вод у плані повинен відповідати напрямку найбільш стійких течій; вісь цівки, яка виходить із випуску, повинна направлятись під кутом до горизонту, який визначається розрахунком; оголовки випуску, що розсіює, повинні розташовуватись один від одного на визначеній відстані.

Ефект змішування значно підвищується при використанні спеціальних випусків, що розсіюють, та попередньому розбавленні стічних вод річковою водою шляхом її подачі із річки або водосховища насосами у берегову камеру випуску. Для нормального протікання процесу необхідно забезпечити визначені умови, основною із яких є наявність у водоймищі після спуску у нього стічних вод запасу розчиненого кисню.

У воді водоймища одночасно відбувається, з однієї сторони, вживання кисню на мінералізацію органічних речовин, а з другої – поповнення його запасу за рахунок розчинення кисню, який поступає з поверхні водного дзеркала.

Кисневий режим річки залежить від температури води. Великий вплив на вміст розчиненого кисню у водоймищі надає величина початкового забруднення. Одним з показників вмісту у воді органічних речовин є величина БСК (біохімічне споживання кисню), яка відображує не кількість органічної речовини, а кількість кисню, яка потрібна для окислення цієї речовини біологічним шляхом. Від початкової БСК значно залежить величина падіння вмісту кисню. Розчинений кисень у очищених стічних водах надає вплив на вміст розчиненого кисню у річковій воді нижче точки скиду стічних вод, а у випадку поганої реаерації річкової води відсутність розчиненого кисню у очищених стічних водах може привести до появи анаеробних умов нижче за течією річки. Отже, скид недостатньо очищених вод, які визначаються за БСК, може бути причиною значного забруднення, якщо у стічній воді відсутній розчинений кисень. Але, з іншої сторони, реаерація залежить від гідрогеологічних умов водоймища, які сприяють перемішуванню води. Тому у деяких випадках раціонально приймати міри до штучного підвищення величини реаерації шляхом улаштування на відповідних ділянках водоймища перепадів або інших інженерних споруд, які покращують перемішування та аерацію води.