УДК 534.121.2

Саипов А.А., Сатаев М.И., Алтынбеков Ф.Е..

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова

Экологическая эффективность адсорбционной

очистки нефтесодержащих сточных вод

в адсорбере с подвижным слоем

Важнейшее значение имеет набор целесообразных соглашений о пространственно-временных рамках интерпретации результатов экологических наблюдений, взаимосвязь экосистемы со средой. Вся история становления экологии свидетельствует о важности и постоянном интересе исследователей к оценке воздействия среды на экосистему.

Для антропогенных факторов, воздействующих на окружающую среду принято использование термина «загрязнение» – введение в окружающую среду материалов или энергии, которые могут нанести ущерб жизненно важным ресурсам или экологическим системам, или вызвать нарушения при их использовании.

Если учитывать уникальность экосистем, невозможность их редукции, сложность проведения системных экспериментов, значительную погрешность и малочисленность измерений многих экологических параметров, неполноту наших знаний о механизмах функционирования экосистем, то становятся понятны сомнения ряда специалистов относительно возможностей экологического прогнозирования.

Технологические параметры адсорбционной очистки нефтесодержащих сточных вод должны учитывать изменения природных экосистем, их состава и структуры, а также уровень функционирования и степени устойчивости к неблагоприятному воздействию извне.

Задачей оценки качества экосистемы остается ее таксация по степени загрязнения. «Качество водных потоков» – некоторая внешняя характеристика водного потока, оценивающая возможность его использования в тех или иных практических целях, которая может быть представлена шкалой некоторого непрерывного или дискретного показателя, для которой заранее установлены сущность и способ измерения (расчета) этого критерия.

Действие произвольного фактора среды на любой экологический показатель, который принимается за оценку качества всей экосистемы, традиционно описывается некоторым подмножеством математических формул,

Например, реакция экосистемы на действие фактора по логистической модели состоит из четырех последовательных фаз: фазы активного сопротивления всей системы за счет внутренних ресурсов; фазы экспоненциального «выбивания» слабых звеньев, когда ресурс, поддерживающий устойчивость экосистемы, исчерпывается; фазы роста адаптационных процессов в системе, противодействующих влиянию фактора; фазы стабилизации, когда «выжившие» компоненты экосистемы воспринимают установившийся уровень фактора в пределах своего диапазона толерантности.

Анализ совокупного действия факторов связан, в первую очередь, с именами Э. Митчерлиха и Б. Бауле. Последний предложил обобщение решения уравнения кинетики 1-го порядка для n факторов воздействия под именем уравнения Митчерлиха–Бауле:

. (1)

Реальное приборное измерение многих постулируемых параметров экосистем, в первую очередь, конкретных параметров материально-энергетических (тем более, информационных) потоков между ее элементами, на современном этапе развития науки и техники представляется невозможным. Обычно контролю или непосредственному измерению доступен только некоторый ограниченный набор факторов, имеющих часто весьма косвенное отношение к сущности изучаемого явления.

При синтезе модели экосистемы нас интересовали более обобщенные параметры, такие как нефтяная нагрузка на водоем, влияние факторов гидрохимического загрязнения на такие показатели как гидрохимический индекс загрязения воды (ИЗВ), экотоксикологический критерий по Т.И. Моисеенко X_токс, критерий W_ст, учитывающий опасность санитарно-токсикологического загрязнения, полученные для нефтесодержащих сточных вод. Эти и множество других определяющих параметров экосистемы рассчитывались на основе модельных представлений о процессе и являются, по своей сути, вероятностными. Причем эта вероятностность определяется уже не погрешностью измерительного прибора, которую можно хотя бы теоретически точно оценить, а адекватностью используемой модели, т.е. степенью приближенности уравнения модели, описывающего процесс, к явлениям, происходящим в реальной природе.

В состав объектно-характеристических матриц, участвующих в математической обработке, включены не только непосредственные значения и факторы гидрохимического загрязнения - концентрация С нефтепродуктов, количество видов вредных веществ, растворенный кислород, биохимическое потребление кислорода, рН, коли-индекс, но и полученные нами набор показателей эффективности адсорбционной очистки.

Рассмотрим закономерность влияния показателей эффективности адсорбционной очистки и факторов гидрохимического загрязнения на такие показатели как гидрохимический индекс загрязения воды (ИЗВ), критерий W_ст, учитывающий опасность санитарно-токсикологического загрязнения.

, d_i = C_i / N_i , (2)

где W – комплексная оценка уровня загрязнения воды по данному ЛПВ (лимитирующий признак вредности); n – число показателей, используемых в расчете; N_i – нормативное значение единичного показателя (чаще всего N_i = ПДК_i).

Для практического решения вопросов, связанных с оценкой экокризисности водных объектов, нами использовался интегральный индекс экологического состояния ИИЭС, дающий возможность оценить суммарный эффект воздействия загрязнения на экосистему в целом.

При расчете экологической эффективности адсорбционной очистки нефтесодержащих сточных вод использовалось программное обеспечение Mathcad 2001i Professional. В таблицах 1, 2, 3, 4 приведены результаты расчетов индекса загрязения воды (ИЗВ), критерия W_ст, учитывающего опасность санитарно-токсикологического загрязнения, интегрального индекса экологического состояния ИИЭС.

Таблица 1 – Значения ПДК

Показатель	Значение норматива
Биологическое потребление кислорода БПК -	ПДК -
Концентрация растворенного кислорода -	Значение слагаемого Ci / ПДКi -
Водородный показатель pH -	Значение слагаемого Ci / ПДКi -

Таблица – 2 Класс качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды (ИЗВ)

Вода	Значения ИЗВ	Класс качества вод
Чистая	0,427	2

Таблица 3 - Степень загрязнения в зависимости от значений комплексных

показателей W_ст , рассчитанных по лимитирующим признакам вредности

Уровень загрязнения	Критерий загрязнения по величинам комплексных оценок
Допустимый	1

Таблица – 14 Интегральная оценка экологического состояния

Категория	Индекс ИИЭС
Зона относительного экологического благополучия	3,8