ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ  АСПЕКТЫ  ЭКСПЛУАТАЦИИ  СНЕГОПЛАВИЛЬНЫХ  УСТАНОВОК

Шарифуллина  Алсу  Айратона

студент  1  курса  магистратуры,  кафедра  технология  воды  и  топлива  КГЭУ,  РФ,  Республика  Татарстан,  г.  Казань

E-mail: 

Шарифуллина  Альбина  Айратона

студент  1  курса  магистратуры,  кафедра  технология  воды  и  топлива  КГЭУ,  РФ,  Республика  Татарстан,  г.  Казань

E -mail :  alsharifullina@yandex.ru

Шинкевич  Елена  Олеговна

научный  руководитель,  канд.техн.  наук,  доцент  КГЭУ,  РФ,  Республика  Татарстан,  г.  Казань

E -mail :  lenshink@mail.ru

Значительная  часть  территории  России  характеризуется  большим  количеством  осадков  в  зимний  период.  Поэтому  одной  из  важнейших  задач  городского  хозяйства  является  уборка  снега  с  городских  магистралей  в  зимний  период. 

Основным  отличием  зимней  уборки  магистралей  города  от  уборки  дорог  за  пределами  города  заключается  в  отсутствии  мест  для  складирования  снега.  Современная  дорожная  техника  способна  сдвинуть  снег  к  лотковой  части  дороги  и  отбросить  его  на  необходимое  расстояние  за  обочину.  Однако  на  городской  магистрали  сразу  за  лотковой  частью  идет  тротуар  для  прохода  пешеходов,  а  за  ним  —  дома.  Поэтому  снег  с  городских  магистралей  необходимо  вывозить,  а  это  —  процесс  дорогостоящий.  Из-за  загрязненности  снега,  сброс  его  в  городские  водоемы  запрещен  по  экологическим  требованиям.  Использование  специально  подготовленных  полигонов  за  пределами  города  неприемлем,  так  как  талые  воды,  содержащие  соли  NaCl,  KCl,  впитываются  в  почву,  проникают  в  подземные  воды  [1].

Применительно  к  Казани  уборка  магистралей  города  и  вывоз  загрязненного  снега  в  места  его  утилизации  обходится  в  несколько  миллиардов  рублей  за  зимний  сезон.  Перевозка  снега  автотранспортом  приводит  к  дополнительной  экологической  нагрузке  на  воздушную  среду  города  за  счет  загрязнения  ее  выхлопными  газами.  Поэтому  для  города  целесообразно  иметь  сеть  утилизирующих  снег  сооружений,  относительно  равномерно  распределенных  по  территории  города. 

В  рамках  развития  современного  городского  хозяйства  в  настоящее  время  рассматривается  возможность  и  уже  реализуется  технология,  основанная  на  утилизации  снега  на  снегоплавильных  установках.

Схема  размещения  сооружений  составлены  на  основе  определения  оптимальных  с  точки  зрения  транспортных  возможностей  снегоуборки,  предусматривающий  относительно  равные  распределения  снегоприемных  пунктов  на  территории  города.  Снегоплавильные  установки  размещаются  в  радиусе  5—7  км  друг  от  друга  [1].

При  реализации  данных  природоохранных  мероприятий  возникает  проблема  организованного  сброса  высокоминерализованных  сточных  вод.  Применяемые  реагенты  для  борьбы  с  гололедицей  состоят  из  солей  (NaCl,  KCl),  которые  транзитом  проходят  через  очистные  сооружения  и  поступают  в  водоемы.

Повышение  солесодержания  воды  в  водоисточниках  с  течением  времени  может  привести  к  ухудшению  работы  водоподготовительного  оборудования  при  подготовке  воды  питьевого  и  промышленного  качества,  поэтому  наши  исследования  посвящены  анализу  качества  поверхностных  сточных  вод  и  расчету  возможности  самоочищения  водных  объектов  на  примере  города  Казани  (р.  Казанка,  Куйбышевское  водохранилище,  р.  Карасик). 

В  рамках  этого  вопроса  была  составлена  карта  с  отборами  проб  на  территории  города  Казани  и  произведена  оценка  состава  талых  вод  (рис.  1).

Рисунок  1.  карта  с  отборами  проб  на  территории  города  Казани

Около  50  %  дорог  обрабатываются  современным  противогололедным  материалом  «Бионорд»,  а  не  традиционной  песко-соляной  смесью.  Основным  элементом  препарата  является  натрий  хлор,  которого  в  составе  около  60  %. 

  «Бионорд»  состоит  из  1—5  миллиметровых  гранул  неправильной  формы,  которые  начинают  плавить  лед  с  момента  попадания  на  поверхность.  Благодаря  особой  формуле  гранулы  сохраняют  свою  твердость  и  растворяются  постепенно.  Первое  время  они  действуют  как  фрикционный  материал,  уменьшая  скольжение  механическим  способом.  Плавящая  способность  препарата  такова,  что  он  полностью  растворяется,  не  оставляя  никаких  следов  на  очищенной  поверхности  [6].

Снегосплавные  камеры  предусматривают  растапливание  сточной  водой  сбрасываемого  снега  в  течение  всего  зимнего  периода  уборки  и  вывоза  снега.  Выделяющиеся  из  снега  мусор  и  песок  предусматривается  улавливать  в  специальных  отделениях.  Затем  стоки,  очищенные  от  крупного  мусора  и  песка  и  разбавленные  талой  водой,  самотеком  сливаются  в  коллектор  и  далее  в  водоем. 

Снегоплавильные  установки  рассчитаны  на  утилизацию  снега  объемом  до  1,2  млн.  тонн  в  сезон.  Ежесуточно  вывозится  10—15  тысяч  тонн  снега  на  каждую  установку,  размещенную  в  городе.  На  территории  в  19  тыс.  кв.  м  фактически  размещается  3  стационарные  снегоплавильные  камеры  мощностью  1300  кубометров  в  сутки  [5].

Нами  был  поставлен  эксперимент  по  отбору  проб  снега  в  период  с  февраля  по  март  месяц  2014  года.  Было  взято  5  проб  снега  из  разных  участков  районов  города:

1.  Проезжая  часть  по  улице  Декабристов  186  (проба  №  1),

2.  Около  тротуара  ул.  Закиева  14/1  (проба  №  2), 

3.  Рядом  с  лесом  по  улице  Академика  Глушко  (проба  №  3),

4.  Рядом  со  стройкой  по  улице  Тульская  39  (проба  №  4),

5.  Проезжая  часть  по  улице  Баруди.  (проба  №  5).

С  каждого  участка  было  взято  по  5  л  снега.  На  всех  пробах  сделали  надписи  с  порядковым  номером.  После  того  как  содержимое  в  емкостях  растаяло  (объем  талой  воды  составил  примерно  2,3  л)  и  приобрело  комнатную  температуру,  стали  проводить  опыты.

Нами  были  проведены  физические  и  химические  методы  исследования,  качественное  определение  анионов  и  обнаружение  катионов  тяжелых  металлов.

Физические  методы  исследования.

При  исследовании  снежного  покрова  изучались  обе  фазы:  в  фильтрате  определяли  содержание  основных  растворимых  макрокомпонентов  талой  воды,  а  в  осадке  —  содержание  взвешенных  веществ. 

Визуальный  осмотр  талой  воды  при  фильтрование  показали,  что  все  собранные  пробы  снега  в  своем  составе  содержали  взвешенные  вещества.  Наиболее  грязной  оказалась  вода,  полученная  из  снега,  взятого  с  обочины  дороги  (проба  №  2,  4,  5),  в  них  —  самый  большой  осадок  (100  мг/л).  Пробы,  взятые  возле  проезжей  части  по  улице  Декабристов  и  возле  леса,  выглядят  менее  грязными,  содержат  меньше  взвешенных  частиц,  прозрачные.  Осадок  небольшой  (до  50  мг/л). 

Наиболее  загрязненной  пробой  является  проба,  взятая  вблизи  оживленной  дороги.  Основным  источником  загрязнения  снега  является  автотранспорт.  Темная  окраска  снега  на  обочинах  дорог  и  соответственно  талой  воды  обусловлена  несколькими  причинами.  Это  вынос  частиц  (сажи,  частиц  каучука,  кремния  и  др.),  содержащихся  в  выхлопных  газах. 

Химические  методы  исследования.

Таблица  1. 

Химические  методы  исследования

Нормы  предельно  допустимой  концентрации,  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов  (табл.  2).

Талица  2. 

Нормы  ПДК  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов

1.  Солесодержание  талой  воды.

Талую  воду  пропускали  через  колонку  с  катионитом  в  Н⁺-форме,  после  чего  титровали  раствором  NaOH  0,02  н.  Метод  заключался  в  изменение  окраски  раствора  в  светло-желтый  цвет,  что  характеризовало  содержание  в  воде  солей.

2.  Определение  жесткости  воды.

Жесткость  воды  определяли  комплексонометрическим  методом.  В  основе  этого  метода  лежит  изменение  окраски  раствора  в  зеленовато-голубой  цвет  [2].

3.  Опрделение  рН.

Величина  рН  является  важным  показателем  кислотности  или  щелочности  воды  и  служит  также  вспомогательной  величиной  в  аналитических  расчетах.  Для  определения  рН  мы  применили  электрометрическое  определение  рН  со  стеклянными  электродами.

4.  Перманганатная  окисляемость  воды  по  Кубелю.

Метод  основан  на  окислении  веществ,  присутствующих  в  пробе  воды,  0,01н.  растором  перманганатна  калия  в  сернокислой  среде  при  кипячении.

Качественное  определение  анионов.

1.      Определение  хлоридов  меркуметрическим  методом.

Этот  метод  основан  на  появление  опалесценции,  заметной  на  черном  фоне  [3].

2.  Определение  сульфатов  комплексонометрическим  методом. 

Метод  основан  на  пропускании  пробы  воды,  через  катионит  в  Н⁺-форме  и  после  титрованием  раствором  хлорида  бария  [4].

Таблица  3. 

Качественное  определение  анионов

Максимальное  содержание  в  водоеме  анионов,  прописано  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов  (табл.  4).

Таблица  4. 

Максимальное  содержание  анионов  в  водоеме

Исследования  показали,  что  усредненная  концентрация  между  пробами  по  каждому  показателю  превышают  нормы,  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов.  Превышение  содержания  анионов  в  талой  воде  ведет  к  накоплению  металлов  и  других  компонентов  в  донных  образованиях  водоемов.  Таким  образом,  сброс  талой  воды  в  водоемы  города  неприемлем  без  предварительной  очистки.  Иначе  возникнет  локальное  загрязнение  водных  объектов  в  местах  сброса  талой  воды,  а  это  в  свою  очередь  приведет  к  ухудшению  жизнедеятельности  рыб  и  других  организмов  водной  среды.

Следующим  этапом  исследований  будет  расчет  нормативно-допустимого  сброса  организованного  поверхностного  стока  в  водоемы,  оценка  уровня  загрязненности  данных  водоемов  и  формирование  прогноза  состояния  данных  водных  объектов  при  повсеместном  внедрении  технологии  плавления  снега  в  городских  условиях.

Список  литературы:

1. База  рефератов  //  AllbestRu.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://knowledge.allbest.ru/ecology/2c0a65635a2bd68a5c43b88521306c37_0.html  (дата  обращения  08.04.2014).

2.ГОСТ  4151-72  Вода  питьевая.  Методы  определения  общей  жесткости.

3.ГОСТ  4245-72  Вода  питьевая.  Методы  определения  содержания  хлоридов.

4.ГОСТ  4389-72  Вода  питьевая.  Методы  определения  содержания  сульфатов.

5.Официальный  сайт  МУП  «ВОДОКАНАЛ»  г.  Казани  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://kznvodokanal.ru/about/press-center/id,77/  (дата  обращения  10.04.2014).

6.Официальный  сайт  Уральского  завода  противогололедных  материалов  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://uzpm.ru/production/  materials/bionord-universal.php  (дата  обращения  11.04.2014).