Характеристика поверхностного стока

Содержание примесей в поверхностном стоке

Дождевой сток с городских водосборов содержит большое коли­чество загрязняющих веществ, начиная с тех, которые осаждаются из воздуха, и кончая загрязнениями со свалок и из промышленных зон. В число известных источников загрязнения входят фекалии животных, садовые удобрения, продукты эрозии почв, автомобильные масла и резина от шин, разлагающиеся массы растительного происхождения и т.п.

В дождевых осадках содержатся значительные количества суль­фатов, нитратов и нерастворимых примесей, характеризующихся количеством взвешенных веществ. Происходит подкисление атмосфер­ных осадков выхлопными газами автомашин и дымом промпредприятий. При формировании сток смывает и выносит примеси, находящиеся на водосборной поверхности. Осадки сорбируют загрязнения из атмосферы. Качественная характеристика поверхностного стока определяется продолжительностью предшествующего сухого периода, длительностью и интенсивностью выпадения осадков, санитарным состоянием территории, а также степенью загрязненности атмосферы. С градостроительной точки зрения качество стока определяется плотностью населения и промышленным потенциалом города, интенсивностью движения транспорта, степенью благоустройства и гидрогеологическими характеристиками территории.

Суммарное количество примесей, вносимых поверхностным стоком в водные объекты с городских территорий, составляет 8-15% от соответствующих показателей бытовых вод, формирующихся на той же площади. При значительных расходах стока доля выноса поверхностных примесей превышает 30%.

Представление о возможных численных значениях среднегодовых расчетных концентраций поверхностного стока дают обобщенные данные (табл. 8.1) результатов исследований СПбГАСУ в Санкт-Петербурге в 1993-1994 гг. При этом воды, образующиеся при зимних оттепелях и при выпадении смешанных осадков, по загрязненности приравниваются к дождевым.

Загрязненность территорий, прилегающих к промышленным предприятиям, более высокая, и расчетные концентрации поверх­ностного и дренажного стока здесь соответственно выше значений, приведенных в табл. 8.1, по взвешенным веществам и нефтепродук­там - в 1,8-2 раза, по ХПК, БПК- в 1,4-1,5 раза, по азоту аммонийному, фосфатам - в 1,3-1,4 раза. В поверхностном стоке с таких территорий, кроме перечисленных загрязнений, могут присутствовать соли тяжелых металлов (табл. 8.2).

Следует отметить, что для подземных вод региона характерно содержание соединений железа, марганца и аммония естественного происхождения, что обуславливает их присутствие как в дренажных водах, так и в поверхностном стоке.

Характерными загрязнителями для поверхностного стока являются взвешенные вещества. Около 80 % по весу взвешенных веществ имеют размер частиц менее 0,05 мм, из них около 15 % - частицы размером до 0,005 мм. Образующийся при оттаивании дождевого стока осадок характеризуется высокой зольностью (70 - 80 %); влажность его после 2 ч уплотнения колеблется в пределах 90 - 95 %.

Органические вещества в поверхностном стоке содержатся в Растворенном и нерастворенном состоянии. На долю суспензионных примесей приходится около 90 % общего количества окисляющихся веществ, присутствующих в поверхностном стоке.

Химическое потребление кислорода взвесями поверхностного стока составляет 0,3-0,5 мг/мг. Скорость окисления органических веществ в поверхностном стоке несколько ниже, чем в хозяйственно-бытовых сточных водах. Полное биохимическое окисление достигается через 25-30 сут. Соотношение БПК_полн/БПК₅ в среднем составляет 2,5-3. Содержание нефтепродуктов зависит в основном от интенсивности движения транспорта.

Кроме перечисленных загрязнений в поверхностном- стоке могут содержаться биогенные элементы, специфические примеси, выбрасы­ваемые в атмосферу промышленными предприятиями, и бактериальные загрязнения. В связи с выбросами в атмосферу двуокиси серы (серного ангидрида) и окислов серы происходит выпадение кислых дождей с показателем кислотности рН < 4,5. В умеренных и высоких широтах такие дожди причиняют растительности существенный ущерб.

С поверхностным стоком значительное количество загрязняющих веществ вносится в водные объекты, вызывая их загрязнение и заиление. Донные отложения, формирующиеся в водоемах в дождливую погоду, нарушают жизнедеятельность микроорганизмов и отрицательно сказы­ваются на биоценозе и процессах самоочищения. Поэтому необходима оценка различных мер, принимаемых для обеспечения нормативных санитарных условий водных объектов.

Источниками загрязнения поверхностного стока взвешенными веществами являются пыль, аэрозоли, компоненты топлива и атмо­сферных промышленных выбросов, продукты разрушения дорожных покрытий и эрозии почвы, бытовой мусор, растительные остатки и т.п. Дождь захватывает из воздуха 12-20 мг/л твердых частиц. Около 14 мг/л аэрозолей и компонентов промышленных выбросов содержится в стоке с крыш здания. Продукты разрушения дорожных покрытий сос­тавляют 40-50 г/м² в год, что соответствует концентрации 15-30 мг/л. Взвешенные вещества, образующиеся главным образом из продуктов эрозии почвы газонов и открытых грунтовых покрытий, определяют в основном минеральный состав твердой фазы стока. Загрязненность дождевых и талых вод зависит от санитарного состояния территорий (качества уборки дворов, улиц), интенсивности движения и технического состояния транспорта и др.

По данным Федерации по контролю загрязнения вод США, в среднем в городах в период от предшествующего до последующего дождя на 1км улицы с твердым покрытием накапливается: сухого вещества - 395 кг (БПК₅ - 3,8 кг), органических веществ (в пересчете на фосфор) - 0,28 кг, нитратов (в пересчете на азот) - 0,028 кг. В прил. 10 дано удельное количество крупной и мелкодисперсной пыли, выпадающей в результате технологических выбросов и ветровых наносов почвы на поверхность грунта и покрытий в сутки по территории металлургического завода. В прил. 11 приведен состав примесей дождевых вод поданным Федерации по контролю загрязнений вод США и материалам семинара Мюнхенского университета Германии.

Чрезвычайная нестабильность поверхностного стока и специфи­чность образования обуславливают сложность изучения его состава. Проведенные до настоящего времени экспериментальные исследования не позволяют с достаточной полнотой характеризовать качественный состав поверхностного стока, особенно образующегося на территориях промышленных предприятий. Несмотря на это, по имеющимся данным можно оценить его состав и обосновать схему очистки.