Analysis of concentrations of biogenic compounds discharged into water bodies with municipal wastewater

Автор(и)

  • С. Шаманський Доктор технічних наук, професор кафедри водопостачання та водовідведення Київського національного університету будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-6215-3438
  • Л. Павлюх Кандидат технічних наук, професор кафедри екології Національного авіаційного університету, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-7715-4601
  • О. Горбачова Аспірант кафедри екології Національного авіаційного університету, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-9478-1009
  • В. Репета Кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри вищої математики Національного авіаційного університету, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-5615-7889

DOI:

https://doi.org/10.32347/2411-4049.2022.4.15-29

Ключові слова:

забруднення, біогенні елементи, евтрофікація, стічні води, якість води

Анотація

У цій статті було проаналізовано вплив підвищеної концентрації біогенних елементів, а також підвищеної температури на частоту та величину розмноження ціанобактерій. Метою було виявлення основних причин поганої якості води в поверхневих водоймах України порівняно з країнами Європи, а також вплив надходження комунальних стічних вод у водойми на якість води в них. Показано, що забруднення біогенними елементами (сполуками азоту та фосфору) є однією з головних причин незадовільної якості води водних об’єктів. Це, у свою чергу, є причиною цілої низки таких проблем, як зміна біологічної різноманітності і продуктивності водойм внаслідок евтрофікації прісноводних та морських екосистем, поширення захворювань, пов’язаних з незадовільною якістю питної води. Одним з головних джерел надходження біогенних елементів у поверхневі водойми є комунальні стічні води. Багаторічні спостереження за складом стічних вод комунальних систем каналізації свідчать про те, що концентрація біогенних елементів у них може бути різною. Це великою мірою залежить від джерел надходження стоків. В загальній кількості сполук азоту та фосфору, що надходять у стічні води, значне місце займає господарська діяльність мешканців селітебних територій. Досвід свідчить, що, не дивлячись на рівень забезпеченості водопостачанням, загальна маса біогенів, що надходять у каналізаційну систему від одного мешканця за певний період часу, є постійною. Разом з тим, враховуючи той факт, що водозабезпеченість мешканців є різною, концентрація біогенів у стічних водах також буде різною через різне розбавлення. Розрахунком показано, що для усього нормативно можливого діапазону рівнів водоспоживання (від 100 до 285 л/добу на одного мешканця) концентрація біогенних елементів у стічних водах може становити: загального азоту – від 38,6 до 110 мг/л; амонійного азоту – від 36,1 до 102,8 мг/л; нітритів – від 2,35 до 6,74 мг/л; нітратів – від 43,27 до 123,67 мг/л; загального фосфору – від 6,31 до 18 мг/л; фосфатів – від 15,49 до 44,17 мг/л; органічного фосфору – від 1,26 до 3,60 мг/л.

Посилання

Peiyue, Li, Karunanidhi, D., Subramani, T., & Srinivasamoorthy K. (2021). Sources and Consequences of Groundwater Contamination. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 80, 1-10. https://doi.org/10.1007/s00244-020-00805-z.

Pavliukh, L., Shamanskyi, S., Boichenko, S. and Jaworski, A. (2020). Evaluation of the potential of commercial use of microalgae in the world and in Ukraine. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 93(3), 429-436. https://doi.org/10.1108/AEAT-08-2020-0181.

Jing Dong, Qichao Zhou, Yunni Gao, Qianhong Gu, Genbao Li & Lirong Song (2018). Long-term effects of temperature and nutrient concentrations on the phytoplankton biomass in three lakes with differing trophic statuses on the Yungui Plateau, China. Issue Ann. Limnol. Int. J. Lim., 54, 9. https://doi.org/10.1051/limn/2017031.

Shamanskyi, S., Boichenko, S., & Pavliukh, L. (2021). Estimated Efficiency of Biogenic Elements Removal from Waste Water in the Ideal Displacement Photobioreactor. In: Zaporozhets A., Artemchuk V. (eds) Systems, Decision and Control in Energy II. Studies in Systems, Decision and Control, (Vol. 346. pp. 347-361). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69189-9_21.

Nezbrytska, I., Shamanskyi, S., Pavliukh, L., & Kharchenko, G. (2022). Assessment of inorganic nitrogen and phosphorus compounds removal efficiency from different types of wastewater using microalgae cultures. Oceanological and Hydrobiological Studies, 51(1), 45-52. https://doi.org/10.26881/oahs-2022.1.05.

Savic, R., Stajic, M., Blagojevi´c, B., & Bezdan, A. (2022). Nitrogen and Phosphorus Concentrations and Their Ratios as Indicators of Water Quality and Eutrophication of the Hydro-System Danube–Tisza–Danube. Agriculture, 12, 935. https://doi.org/10.3390/agriculture12070935.

Osadcha, N.M., Osadchyi, V.I., Osipov, V.V., Biletska, S.V., Kovalchuk, L.A., & Artemenko, V.A. (2020). Methodology of selecting zones vulnerable to surface and groundwater pollution by nitrate compounds. Ukr. geogr. z, 4(112), 38-48. https://doi.org/10.15407/ugz2020.04.038.

Types of water pollution and their consequences. Retrieved 29.09.2021 from: https://www.akvantis.com.ua/stati-i-obzory/tipy-zagryazneniya-vody-i-ih-posledstviya.

Clean water. Retrieved 04.11.2021 from: https://texty.org.ua/water.

Gli´nska-Lewczuk, K., Goła´s, I., Koc, J., Gotkowska-Płachta, A., Harnisz, M., & Rochwerger, A. (2016). The Impact of Urban Areas on the Water Quality Gradient along a Lowland River. Environ. Monit. Assess., 188, 624. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5638-z.

Khatri, N., & Tyagi, S. (2015). Influences of Natural and Anthropogenic Factors on Surface and Groundwater Quality in Rural and Urban Areas. Front. Life Sci., 8, 23-39. https://doi.org/10.1080/21553769.2014.933716.

Horbachova, O., & Pavliukh, L. (2022). Modern technologies of organic waste management. Modern science innovations and prospects. In Proceedings of the 10th International scientific and practical conference (pp. 24-30). SSPG Publish. Stockholm, Sweden.

The most valuable resource of the XXI century. HB found out why the quality of drinking water in Ukraine is much worse than in European countries. Retrieved 01.12.2021 from: https://nv.ua/ukr/amp/pitna-voda-v-ukrajini-znachno-girsha-nizh-u-yevropi-chomu-tak-vidbuvayetsya-50201225.html.

Clean water. Retrieved 04.11.2021 from: https://texty.org.ua/water.

Capodaglio, A.G., & Olsson, G. (2020). Energy issues in sustainable urban wastewater management: use, demand reduction and recovery in the urban water cycle. Sustainability, 12, 266.

DBN V.2.5-75:2013. Kanalizatsiya. Zovnishni merezhi ta sporudy. Osnovni polozhennya proyektuvannya. (2013). Minrehion Ukrayiny. Kyiv.

DBN V.2.5-74:2013. Vodopostachannya. Osnovni polozhennya proyektuvannya. (2013). Minrehion Ukrayiny. Kyiv.

Zhukova, V.S., & Sabliy, L.A. (2012). Results of experimental studies of wastewater treatment technology from nitrogen compounds using immobilized microorganisms. Water and water treatment technologies. Scientific and technical news, 3, 25-31.

Shevchenko, T.O. (2016). Study of the impact of biogenic substances in urban wastewater discharged on surface water bodies. Problems of water supply, drainage and hydraulics, 27, 437-445.

Kabakov, A.B., & Shulgai, O.M. (2017). Alimentary water-nitrate methemoglobinemia in children of Ternopil region. Child health, 12(2), 256-259.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-29

Як цитувати

Шаманський, С., Павлюх, Л., Горбачова, О., & Репета, В. (2022). Analysis of concentrations of biogenic compounds discharged into water bodies with municipal wastewater. Екологічна безпека та природокористування, 44(4), 15–29. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2022.4.15-29

Номер

Розділ

Екологічна безпека та основи природокористування