Ю С Тучковенко - Влияние ливневого стока на загрязнение прибрежной зоны г одессы - страница 1

Страницы:
1 

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ОБЛАСНА РАДА

ДЕРЖАВНЕ УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЇ І ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ В ОДЕСЬКІЙ ОБЛАСТІ

ДЕРЖАВНА ЕКОЛОГІЧНА ІНСПЕКЦІЯ З ОХОРОНИ ДОВКІЛЛЯ ПІВНІЧНО-ЗАХІДНОГО РЕГІОНУ ЧОРНОГО МОРЯ МІНПРИРОДИ УКРАЇНИ

УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

ОДЕСЬКОЇ МІСЬКОЇ РАДИ

УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

ЕКОЛОГІЇ МОРЯ МІНПРИРОДИ УКРАЇНИ ОДЕСЬКА ФІЛІЯ ІНСТИТУТУ БІОЛОГИ

ПІВДЕННИХ МОРІВ НАН УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ. ЕКОНОМИЧНОЇ ТА ПРАВОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ОДЕССКОЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ ЮРИДИЧНОЇ АКАДЕМІЇ

ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ЧОРНОГО МОРЯ

Одеса ОЦНТЕПІ 2004

ББК 26,221.8я463 Е40

УДК 504.42(262.5) (045)

Друкується за рішенням Редакційно-видавничої Ради при Одеському ЦНТЕІ. Протокол № 4 від 5.11.2004 р.

Екологічні проблема Чорного моря: 36. Матеріалів до 6-го Міжнар. Симпозіуму, 11-12листопада , 2004 р., Одеса/ Одеськ. центр наук.-техніч. та економіч. інформації; Ред. кол.: Г.Г.Мінічева, Б.М. Кац. -Одеса: ОЦНТЕІ, 2004.   586 с.

Даний збірник є шостим в серії наукових публікацій матеріалів на щорічному міжнародному симпозіумі. Таким чином, у збірнику надані матеріали щодо стану екосистеми Чорного моря, присвячені основним підсумкам виконання Стратегічного плану дій по реабілітації і охороні Чорного моря, затвердженого 31 жовтня 1996 p., підсумкового документа першого етапу виконання Міжнародної Чорноморської Екологічної Програми ООН. У збірнику надруковані матеріали, які відображають основні розділи Програми, а саме: швидке реагування при надзвичайних ситуаціях, моніторинг забруднення і стандарти якості навколишнього середовища, захист біологічної різноманітності, розробка загальної методології управління прибережною зоною моря, рибальство, освіта і громадська поінформованість в природоохоронній області. У статтях представлені результати наукових досліджень, які раніше не були надруковані. Подані дані, їх інтерпретація і закінчення належать авторам повідомлень і ні в якому разі не можуть бути приписані членам Організаційного комітету, які склали даний збірник.

Збірник призначений для широкого кола спеціалістів у галузі біології і екології моря, океанографії, техногенної безпеки і охорони природи.

Відповідальні редактори: докт. біол. наук Г.Г.Мінічева канд. хім. наук Б.М. Кац

The Black Sea ecological problems: Collected papers / SCSEIO, Odessa: SCSEIO, 2004.- 586 p.

Present issue is devoted to the main results of Strategic Action Plan for the Rehabilitation and Protection (SAPRP) of the Black Sea (1996-2000) implementation. The SAPRP is a resulting document of the Black Sea Environmental Program (GEF/UN/UNDP) first step. The published materials have been reflected by the main Program sections: emergency response, pollution monitoring and environmental quality standards, protection of biodiversity, integrated coastal zone management, fisheries, environmental education and public awareness. These papers are the results of scientific research havent been unpublished earlier. The findings, interpretations and conclusions expressed in papers are in own property of the authors and should not attributed in any manner to the members of Organization committee, which prepared this issue. The issue was design for specialists in the field of marine biology and ecology, oceanology, technogenic safety and environmental protection.

Editors in chief: doctor of biology G.G.Minicheva cand date of chemistry JB.M. Kats

ИнБЮМ -АН УССР

1502010400 Одесский  Филиал б ік 26.221.8я463

2004 БИ   Б Л   И ОТЕКА ущ 504.42(262.5) (045)

ISBN    966-7635-43-00 © Укладач

Одеський державний центр

науково-технічної

і економічної інформації, 2004

ВЛИЯНИЕ ЛИВНЕВОГО СТОКА НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ г. ОДЕССЫ

Ю.С. Тучковенко, О.Ю. Сапко

Одесский   государственный   экологический университет, Украина

Качество морских вод прибрежной зоны г. Одессы формируется под влиянием речного стока и береговых антропогенных источников загрязнения, к числу которых относятся ливневые стоки.

В летний период органами санитарно-эпидемиологической службы периодически запрещается морское водопользование на многих городских пляжах, что в большинстве случаев связано с поступлением ливневых вод с территории города через основные ливневыпуски.

В представляемой работе сделана попытка оценить с помощью математической модели масштабы и уровень загрязнения прибрежной зоны г. Одессы ливневыми стоками.

Город Одесса делится на 3 бассейна канализования: Северный, Южный и жилой район Котовского. Каждый бассейн имеет обособленную схему канализации. Границей между Северным и Южным районами служит улица Пироговская и полоса железной дороги. Площадь Южного бассейна составляет 3047.2 га, Северного - 5424.2 га и жилого района Котовского - 1374.1 га.

Канализование Южного района, в основном, выполнено по полной раздельной системе, предусматривающей отдельный отвод сточных вод определенной категории (бытовых, производственных и дождевых вод). Отведение дождевых вод осуществляется закрытой сетью коллекторов со сбросом в море тремя выпусками в районе пляжа Аркадия, 10-й и 16-й станций Б. Фонтана. Ливневыпуски удалены от линии уреза воды на 300 м. Очистные сооружения на ливневых коллекторах отсутствуют.

В настоящее время постоянно действующие ливневые выпуски находятся на 10-й и 16-й станциях Б. Фонтана. Выпуск ливневой канализации в Аркадии опломбирован и открывается только в период

446интенсивного дождя (по информации Госинспекции охраны Черного моря) для предотвращения затопления прилегающей территории.

Система канализования Северного бассейна исторически сложилась как общесплавная, имеющая одну водоотводящую сеть, предназначенную для совместного отведения сточных вод всех типов (бытовых, производственных, дождевых). На главном коллекторе имеются ливневыпуски, через которые в период выпадения осадков часть смеси сточных вод сбрасывается без очистки в море для предотвращения аварийной ситуации в городе. Ливневыпуски являются береговыми, очистные сооружения на них отсутствуют.

Проектная мощность СБО «Северная» составляет 4.62 м7с, из них

половина   мощности   приходится   на   хозяйственно-бытовой    сток и

половина на ливневый сток. Однако фактически в период интенсивного

дождя на главную насосную станцию «Северная» поступают дождевые

3

стоки в количестве 3.15 м /с [4], что приводит к затоплению близлежащей территории. Для предотвращения аварийной ситуации большая часть ливневого стока сбрасывается непосредственно в море без очистки через ливневыпуски: Девалановский, Платоновский, Андросовский, 1-й и 2-й Заливные переулки.

В жилрайоне Котовского ливневая канализация отсутствует, поверхностные стоки отводятся по рельефу.

В первом приближении, объем ливневых вод, поступающих с территории города в море за некоторый отрезок времени, может быть оценен по формуле:

W = 10 «о F Н, (1)

где W - расход ливневых вод за анализируемый отрезок времени, например в м3/сут (или м'/год); 10 - переводной коэффициент; <р -

коэффициент стока дождевых вод, принимаемый равным 0,35; F -площадь водосборной территории, га; Н - слой осадков, выпавших за анализируемый отрезок времени, мм/сут (или мм/год).

По свидетельству [4], гидрохимические и микробиологические характеристики состава ливневых вод идентичны недостаточно очищенным и неочищенным сточным водам промышленных предприятий и городских канализационных коллекторов. В частности, в них отмечается высокое содержание нефтепродуктов (« 24 мг/л) и патогенных микроорганизмов (коли-индекс « 1.285 млн. кл./л), что на несколько   порядков   превышает   установленные   для   них значения

447предельно-допустимых концентраций (ПДК) в прибрежных морских водах.

Характерной особенностью ливневых стоков является их эпизодичность и интенсивность. Несомненный интерес представляют оценки уровня и пространственно - временных масштабов загрязнения прибрежной рекреационной зоны моря ливневыми стоками, в период выпадения интенсивных осадков в летний период года. Эта задача была решена с помощью численной математической модели самоочищения морских вод, которая включает в себя трехмерную нестационарную гидродинамическую модель [3] и блок самоочищения морских вод, в котором определяется удельная скорость деструкции загрязняющих веществ (ЗВ) не свойственных морской среде.

При построении блока самоочищения вод от неконсервативных ЗВ и патогенных микроорганизмов предполагалось, что их деструкция в результате физико-химической и (или) биохимической трансформации описывается кинетическим уравнением   реакции 1 - го порядка:

dt

- KeiCj,

1 local

где t - время; С; - концентрация і-го загрязняющего вещества; Kcj-коэффициент неконсервативности (деструкции) ЗВ, представляющий собой удельную скорость его трансформации в результате совокупного действия химических, физико- и биохимических процессов, без детализации их вкладов. Его значение связано с периодом полураспада ЗВ Та  соотношением вида Kcj =ln2/rcj .

Модельные расчеты проводились для двух типов ЗВ: нефтепродуктов и патогенных микроорганизмов, концентрация которых в ливневых стоках наиболее высока по сравнению с ПДК. Рассматриваемая акватория моря (46° 22.4' - 46° 33.6' с.ш.; 30° 44.6' -30° 50.8' в.д.), включающая в себя участок Одесского побережья от 16 ст. Большого Фонтана до Крыжановки, покрывалась расчетной сеткой 31x80 узлов, с горизонтальным пространственным шагом 250 м. Использовались 9 расчетных уровней по глубине. Расходы ливневых стоков определялись по формуле (1), исходя из условия, что количество выпавших за 6 часов осадков составило 10 мм и продолжительность стока поверхностных вод в море соответствовала продолжительности дождя. Заметим, что для Одессы в среднем характерны 14 дней в году с осадками Юмм/сут.

448

Рассчитанные

формуле   (1)   расходы поверхностного

составили: для Южного района канализования 4.94 м /с, для Северного -

33 8,79 м /с, из которых непосредственно в море поступает 5.6 м /с.

Модельные расчеты проводились при стационарных северо­западных и южных ветрах силой 5 м/с. Для учета влияния сезонного пикноклина на вертикальную диффузию ЗВ, задавалось вертикальное распределение температуры воды, свойственное летнему периоду.

Рис. 1. Рассчитанные по модели самоочищения превышения фоновых концентраций нефтепродуктов (а, б), в мкг/л, и коли-индекса (в, г), в кл/л, через 15 часов после начала (и 9 часов после окончания) стока ливневых вод в прибрежную зону моря, при северо - западном (а, в) и южном (б, г) ветрах силой 5 м/с.

Коэффициент неконсервативности для нефтепродуктов определялся на основе приведенных в работе [1] данных экспериментов по определению зависимости периода полураспада растворенных форм нефти тп(, в часах, от температуры воды Tw , в °С:

rBf = 1260.42 - 54.928TW + 0.5688Т^.

Удельная    скорость    биодеградации патогенных соответствии с [5], определяется зависимостью вида: бактерий,

по

стока

в

449где k„ - скорость гибели Coliforms в темноте при температуре воды Tw = 20°С и солености S = 0 , полагаемая равной щ 0.033 час"1; р$= 1.006 и pj= 1.07 - основания поправочных коэффициентов на термохалинные условия in situ.

Полученные результаты свидетельствуют (рис. 1), что ливневые стоки существенно ухудшают качество морских вод в прибрежной рекреационной зоне г. Одессы. В первые сутки после выпадения осадков коли-индекс и концентрация нефтепродуктов на большей части побережья превышают ПДК даже без учета фонового уровня загрязнения. Однако, благодаря высоким скоростям деструкции ЗВ в летний период года и кратковременности сброса ливневых вод, в течение 4-6 суток после выпадения интенсивных осадков уровень загрязнения прибрежных вод уменьшается до фоновых значений.

Распространению ЗВ вдоль побережья способствует формируемый под воздействием ветра вдольбереговой поток. Направление обтекания потоком береговой черты Одесского региона определяется направлением ветра.

Литература

1. Процессы самоочищения морских вод от химических загрязнений / Под ред. А.И. Симонова. - М.:Гидрометеоиздат, Труды ГОИН.- 1983 -вып.167.- 152 с.

2. Схема развития хозяйственно-бытовой канализации г. Одессы. / «Укрюжгипрокоммунстрой». Заказ № 4689 - Од., 1980.

3. Тучковенко Ю.С. Гидродинамическая модель для расчета трехмерной циркуляции и термохалинной структуры вод северо-западной части Черного моря // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.- 2002.- № 45. . 129- 139.

4. Экологическое обоснование удаленных выпусков в море ливневых вод г. Одессы: Отчет о НИР / ОФ ИнБЮМ АН Украины; шифр темы: 10/89. -Од., 1990.- 172 с.

Mancini J.J. Numerical Estimation of Coliform Mortality Rates under Varrious Conditions // Journal of Water Pollution Control Federation.-1978.-Vol.50 - P. 2477.

450

Страницы:
1 


Похожие статьи

Ю С Тучковенко - Влияние ливневого стока на загрязнение прибрежной зоны г одессы

Ю С Тучковенко - Математическая модель качества водэкосистемы одесского региона северо-западной части черного моря

Ю С Тучковенко - Сезонные особенности термохалинной циркуляции одесского региона северо-западной части черного моря

Ю С Тучковенко - Якість вод екосистем шельфових зон морів в умовах антропогенного впливу

Ю С Тучковенко - К вопросу о реконструкции волноломов для улучшения экологической ситуации в пляжной зоне г одессы