RISK ASSESSMENT OF SURFACE WATER POLLUTION BY MUNICIPAL WASTEWATER EFFLUENT (THE CASE OF IKVA RIVER)

Authors

  • L.V. Voitenko
  • V.P. Strokal
  • A.O. Slobodian

Keywords:

contamination, water quality indices, Harrington's desirability function, drainage effect.

Abstract

The ecological assessment of Ikva River in the context of municipal wastewater effluent was done. The research area is surrounded by wastewater from sewage treatment plant in Mlyniv, Rivne oblast. BOD5, pH, turbidity, DO, temperature, COD, nitrates, nitrites, ammonia nitrogen, phosphates, sulphates, chlorides, TDS, total iron, manganese, copper, and zinc were measured in research. The water samples were collected from 3 points along Ikva River: (A) 0,5 km upstream and (C) 0,5 km downstream of the effluent discharge point, and (B) – effluent discharge point. Even at the point of sewage discharge, river water is strongly polluted. Four different assessment methods were used: (i) Water pollution index of Ukraine, (II) composite ecological index IE of Ukraine, (iii) WQI NSF USA, and (iv) author’s methodology based on the Harrington's desirability function applied for the fish farming. The results of the study showed several uncoordinated trends. However, on the whole, a paradoxical phenomenon: insufficiently purified sewage, according to all series of assessment was cleaner than river water. In WQI terms, upstream (A) was evaluated in 41 % (badly), waste effluent (B) – 47 % (badly), and downstream 41 % (badly); in terms of Harrington’s desirability function – 7 % (very badly), 22 % (badly), and 15 % (very badly) correspondently. Three of the four applied methods showed this positive dilution effect of wastewater effluent. In general, Ikva River is unfit for fish farming; its ecological state is described as an ecological disaster.

References

Моісеєва О.Ю. Аналіз водовідведення у поверхневі водні об’єкти підприємств-забруднювачів та їхніх абонентів. Меліорація і водне господарство. 2011. Вип. 11. С. 239-249.

Kim M., Han D.W., Kim D.J. Selective release of phosphorus and nitrogen from waste activated sludge with combined thermal and alkali treatment. Bioresour Technol. 2015. Vol. 190. P. 522-528.

Siegrist R.L. Decentralized Water Reclamation Engineering. A Curriculum Workbook. Charm: Springer International Publishing AG. 2017. 623 p.

Правила приймання стічних вод до систем централізованого водовідведення. – Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, 01.12.2017, № 316. URL : http://zakon3.rada.gov.ua/laws/show/z0056-18/page. (дата звернення : 16.01.2018)

Europian Environment Agency Report No 8/2011. Hazardous substances in Europe's fresh and marine waters: An overview. URL: https://www.eea.europa.eu/publications/hazardous-substances-in-europes-fresh/file. (дата звернення : 16.01.2018)

Casadio A., Maglionico M., Bolognesi A. [et al]. Toxicity and pollutant impact analysis in ab urban river due to combined sewer overfliws loads. Water Science & Technology. 2010. Vol. 61, Issue 1. P. 207-215.

Gooré Bi E., Monette F., Gasperi J. et al. Assessment of the exopoxicological risk of combined sewer overflows for an aquatic system using a coupled “substance and bioassay’ approach Environmnetal Science and Pollution Research. 2015. Vol. 22, Issue 6. P. 4460-4474.

Mason A., Garneau D., Sutton R. [et al] Microplastic pollution is wisely detected in US municipal wasterwater treatment plant effluent. Environmental Pollution. 2016. Vol. 218. P. 1045-1054.

Yan C.-A., Zhang W., Zhang Z. et al. Assessment of water quality and identification of polluted risky regions based on field observations & GIS in the honghe river watershed, China. LoS ONE. 2015. Vol. 10, Issue 3: e0119130.

UNISEF and WHO Report. Progress on Sanitation and Drinking Water: 2015 Update and MDG (Millenium Development Goals) Assessment. Geneva: UNISEF and WHO Press. 2015. 90 p. URL: https://data.unicef.org/wp-content/uploads/2015/12/Progress-on-Sanitation-and-Drinking-Water_234.pdf. (дата звернення : 18.01.2018)

Інформаційний портал м. Дубно 03656.com.ua. У Млинові – масовий мор риби та трагедія ріки Іква (11.07.2017) URL: http://03656.com.ua/u-mlinovi-masoviy-mor-ribi-ta-tragediya-riki-ikva/. (дата звернення : 22.01.2018)

Екологічна оцінка якості поверхневих вод суші та естуаріїв України: Методика. КНД 211.1.4.010-94. Київ : 1994. 37 с.

Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями (проект) / А.В. Гриценко, О.Г. Васенко, Г.А. Верніченко та ін. Харків : УкрНДІЕП. 2012. 37 с. URL: http://www.niiep.kharkov.ua/sites/default/files/metodika_2012_14.doc. (дата звернення : 21.01.2018)

Water Research Center. Calculating NSF Water Quality Index (WQI) (on-line calculator) URL: https://www.water-research.net/index.php/water-treatment/water-monitoring/monitoring-the-quality-of-surfacewaters.

Гелашвили Д.Б., Лисовенко А.В., Безруков М.Е. Применение интегральных показателей на основе функции желательности для комплексной оценки качества сточных вод. Поволжский экологический журнал. 2010. № 4. С. 343-350.

Войтенко Л.В., Копілевич В.А., Строкаль М.П. Концепція інтегральної оцінки якості води для різних видів водоспоживання з використанням функції бажаності Харрінгтона. Біоресурси і природокористування. 2015. Т. 7, № 1-2. С. 25-36.

Вода рибогосподарських підприємств. Загальні вимоги та норми. СОУ-05.01.-37-385:2006. Стандарт Мінагрополітики України. Київ : Міністерство аграрної політики України, 2006. 7 с.

Directive 2006/44/EC of The European Parliament and of the Council of 6 September 2006 on the quality of fresh waters needing protection or improvement in order to support fish life (codified version) (Text with EEA relevance) URL: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:264:0020:0031:EN:PDF. (дата звернення : 22.01.2018)

Council Directive 76/464/EEC of 4 May 1976 on pollution caused by certain dangerous substances discharged into the aquatic environment of the Community URL: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A31976L0464. (дата звернення : 23.01.2018)

Бикбулатов Э.С., Степанова И.Э. Функции желательности Харрингтона для оценки качества природных вод. Экологическая химия. 2011. Т. 20, № 2.С. 94-104.

Published

2023-11-09