Нормирование сбросов в водные объекты
НормИРОВАНИЕ качествА ВОД
Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.
Существует две группы нормативов для веществ, загрязняющих водные объекты:
1. Нормативы содержания, при которых охраняемые свойства водоема не нарушаются. Для прямых гидрохимических показателей это предельно допустимые концентрации (ПДК).
2. Нормативы поступления загрязняющих веществ, при которых сохраняются охраняемые данным нормативом свойства водоемов и их населения. Это нормативы допустимого сброса (НДС).
Очевидно, что допустимые уровни содержания в воде различных загрязняющих веществ не одинаковы для разных видов водопользования.
«Правила охраны поверхностных вод» устанавливают нормы качества воды водоемов и водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования, а также принцип обязательной защиты интересов всех водопользователей. При использовании водоема или его части одновременно для разных целей качество воды в нем должно отвечать тому виду водопользования, защита которого требует соблюдения более строгих нормативов.
К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с Санитарными правилами и нормами, питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.
К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.
Нормы качества воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования включают:
· общие требования к составу и свойствам воды водных объектов;
· перечень санитарно-гигиенических ПДК (ПДКс-г).
Состав и свойства воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования должны соответствовать нормам в створах, расположенных в водотоках на расстоянии 1 км выше по течению, а в непроточных водоемах – в радиусе 1 км от пункта водопользования.
Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования представлены в таблице:
Таблица. Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов хозяйственно-бытового водопользования (по СанПиН 2.1.5.980-00)
| № | Показатели*) | Категории водопользования | ||
| Хозяйственно-питьевое | Культурно-бытовое | |||
| Взвешенные вещества | При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на | |||
| 0,25 мг/дм3 | 0,75 мг/дм3 | |||
| Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ, допускается увеличение их содержания в воде в пределах 5 %. Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для проточных водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ к спуску запрещаются | ||||
| Плавающие примеси | На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей | |||
| Окраска | Не должна обнаруживаться в столбике | |||
| 20 см | 10 см | |||
| Запахи | Вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые: | |||
| непосредственно или при последующем хлорировании или других способах обработки | непосредственно | |||
| Температура | Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3оС по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет | |||
| Водородный показатель (рН) | Не должен выходить за пределы 6,5—8,5 | |||
| Минерализация воды | Не более 1000 мг/дм3, в т. ч.: хлоридов 350; сульфатов - 500 мг/дм3 | |||
| Растворенный кислород | Не должен быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня. | |||
| Биохимическое потребление кислорода (БПК5) | Не должно превышать при температуре 20оС | |||
| кислорода (БПК5) | 2 мг О2/дм3 | 4 мг О2/дм3 | ||
| Химическое потребление кислорода | Не должно превышать: | |||
| ХПК | 15мгО2/дм3 | 30 мг О2/дм3 | ||
| II | Химические вещества | Не должны содержаться в воде водных объектов в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ | ||
| Возбудители кишечных инфекций | Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций | |||
Примечание: *) Кроме того нормируется еще ряд санитарно-бактериологических показателей.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКс-г) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Характер влияния загрязняющих веществ на водоемы хозяйственно-питьевого водопользования подразделяется на три основные группы, которые принято называть лимитирующими показателями вредности (ЛПВ):
— санитарно-токсикологический — исходит из оценки влияния веществ на организм человека;
— органолептический — исходит из оценки влияния веществ на органолептические показатели качества воды (цвет, запах и т.п.);
— общесанитарный — исходит из оценки влияния веществ на процессы самоочищения водных объектов.
При установлении ПДКс-г какого-либо вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования оно исследуется по трем признакам вредности:
· органолептическому;
· общесанитарному;
· санитарно-токсикологическому.
По влиянию на санитарный режим водоема (общесанитарный ЛПВ). Под влиянием промышленных стоков процессы естественного самоочищения водоемов нередко нарушаются вследствие тормозящего бактерицидного действия промышленных стоков или нарушения кислородного режима из-за чрезмерного загрязнения воды интенсивно окисляющимися органическими веществами. Естественное самоочищение водоема – процесс в основном биохимический, связанный с жизнедеятельностью сапрофитной бактериальной флоры. Поэтому изучение влияния вредных веществ на процессы естественного самоочищения ведется в двух направлениях:
· путем учета изменения интенсивности биохимического потребления кислорода под влиянием различных концентраций вредных веществ и учета продуктов нитрификации при тех же условиях;
· путем изучения влияния вредных веществ на бактерии как на основные агенты процесса самоочищения (изучается динамика развития общей бактериальной флоры).
В итоге устанавливается пороговая концентрация (минимально действующая) по влиянию на общий санитарный режим водоема.
По органолептическим свойствам (органолептический ЛПВ). Изучается влияние вредного вещества на все органолептические свойства: наличие поверхностной пленки, запах, привкус, окраску. По результатам исследования устанавливается пороговая концентрация по влиянию на органолептические свойства воды.
Особенно большое внимание уделяется весьма трудоемким и методически сложным исследованиям по третьему признаку вредности – влиянию вредного вещества на организм и здоровье человека через источники питьевого водоснабжения (санитарно-токсикологический ЛПВ). В данном случае устанавливается подпороговая (максимальная недействующая) концентрация, при которой не наблюдается сколько-нибудь заметных изменений функционального состояния организма, выходящих за пределы обычных физиологических колебаний, определяемых тонкими физиологическими, биохимическими и др. методами. Поэтому основное внимание обращается на изучение последствий длительного воздействия малых концентраций вредных веществ на организм человека.
При изучении новых промышленных загрязнений санитарно-токсикологический эксперимент включает следующие этапы:
· острые и подострые токсикологические опыты на лабораторных животных, которые позволяют получить представление о среднесмертельных дозах веществ LD50, о видовой чувствительности к данному веществу;
· с учетом полученных данных организуют хронические санитарно-токсикологические исследования (подбирают нужных подопытных животных, дозы, близкие к недействующим, необходимые методы контроля организма);
· интерпретация результатов исследований для определения уровня безвредности, т.е. подпороговой концентрации.
Наименьшая пороговая (подпороговая) по каждому виду воздействия концентрация принимается в качестве ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности, по которому она установлена.
Например, железо даже в больших концентрациях не оказывает токсического действия на организм человека, но придает воде желто-бурую окраску и металлический привкус, если его концентрация превышает 0,3 мг/л. Поэтому железо нормируется по органолептическому ЛПВ. Напротив, стронций в концентрации >2 мг/л оказывается токсичным для человека, т.к. подавляет активность многих ферментов. В то же время горько-вяжущий привкус у воды появляется только при концентрации стронция > 12 мг/л. Поэтому ПДК стронция принято равным 2 мг/л по санитарно-токсикологическому ЛПВ.
Если в водном объекте под влиянием природных факторов по отдельным веществам наблюдается превышение ПДК, то для этих водных объектов могут устанавливаться региональные нормы качества в соответствии с естественным фоном. Региональные нормы не устанавливаются на химические вещества антропогенного происхождения, обладающие токсичными, канцерогенными, мутагенными свойствами, устойчивые в воде и способные к биоаккумуляции.
Все нормируемые загрязняющие вещества по степени опасности подразделяются на 4 класса опасности:
1 класс – чрезвычайно опасные
2 класс – высоко опасные
3 класс –опасные
4 класс – умеренно опасные
В основе отнесения к классу опасности лежат свойства соединений, а именно:
- токсичность (по величине ПДК),
- стабильность (при 20ОС),
- кумулятивные свойства (в основном на рыбах)
- способность вызывать отдаленные эффекты.
Классы опасности учитываются при выборе загрязняющих веществ, подлежащих первоочередному контролю, при установлении последовательности водоохранных мероприятий, при обосновании рекомендаций о замене в технологических процессах высоко опасных веществ на менее опасные и т.д.
На практике водоемы загрязнены одновременно несколькими веществами. Гигиеническое нормирование в этих условиях проводится по-разному, в зависимости от того, относятся ли они к одной, или к различным категориям по ЛПВ. Если вещества нормируются по разным ЛПВ, то каждое из них может иметь концентрацию, не превышающую ПДКс-г :
Сi £ ПДКс-г,i (1)
Если же они относятся к одной категории по ЛПВ, т.е. характеризуются однонаправленным механизмом токсического действия, в т.ч. канцерогенного, то для веществ 1 и 2 классов опасности, сумма отношений концентраций каждого из них к соответствующим ПДКс-г не должна превышать единицу:
(2) Допустимые концентрации радиоактивных веществ в воде также являются гигиеническим нормативом. Табулированные в НРБ величины определены исходя из формирования предела дозы только за счет радионуклидов, поступающих с водой, поэтому с учетом всех путей поступления в организм и внешнего облучения требуют корректировки в сторону снижения для каждого конкретного объекта нормирования, исходя из годового потребления воды человеком (800 кг).
Кроме санитарно-гигиенических нормативов, существует еще один вид ПДК загрязняющих веществ в воде водных объектов, который в большей степени затрагивает интересы сохранения целостности внутриводоемных систем – это ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования.
Рыбохозяйственные водные объекты могут относиться к одной из трех категорий:
· квысшей категории относят места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений;
· к первой категории относят водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
· ко второй категории относят водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.
Нормы качества воды водных объектов рыбохозяйственного водопользования также включают две группы нормируемых параметров:
· общие требования к составу и свойствам воды водных объектов;
· перечень рыбохозяйственных ПДК (ПДКр-х).
Состав и свойства воды водных объектов рыбохозяйственного водопользования должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске, а при отсутствии рассеивающего выпуска – не далее чем в 500 м от места выпуска.
Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов рыбохозяйственного водопользования аналогичны представленным выше в табличной форме свойствам для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Так, количество растворенного в воде кислорода в водоемах рыбохозяйственного назначения должно быть не менее 6 мг/л. БПКполн. при 20°С - не выше 3 мг/л. Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на 0,25 и на 0,75 мг/л для водоемов 1 и 2 категории, соответственно. Вода не должна приобретать посторонних запахов, привкусов и окраски и сообщать их мясу рыб. Кислотность воды (рН) - в диапазоне от 6,5 до 8,5. На поверхности воды не должно быть плавающих примесей, пленок, пятен масел, нефтепродуктов. В воде не должны содержаться вредные вещества в концентрациях, превышающих ПДКр-х.
Рыбохозяйственная ПДК (ПДКр-х) - это такая максимальная концентрация загрязняющего вещества, при постоянном наличии которой в водоеме, не наблюдается отрицательных последствий для рыбохозяйственного использования водоема. Следует учитывать, что загрязняющие вещества в водоемах не всегда присутствуют постоянно. В этом случае используют значения предельно допустимых разовых концентраций (ПДРК). Это такая максимальная первоначально созданная в водоеме концентрация однократно попадающего туда вещества, при которой это вещество и вредные продукты его распада не вызывают отрицательных последствий для рыбохозяйственного использования водоема.
Рыбохозяйственные ПДК должны удовлетворять ряду условий, при которых не должны наблюдаться:
· гибель рыб и кормовых организмов для рыб;
· постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;
· ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
· замена ценных видов рыб на малоценные.
Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается для рыбохозяйственного водопользованияс учетом пяти показателей вредности:
· органолептического;
· общесанитарного;
· санитарно-токсикологического;
· токсикологического;
· рыбохозяйственного.
Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды. Общесанитарный - определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека, а токсикологический - отражает прямое токсическое действие веществ на водные организмы. Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу товарного качества промысловых водных организмов.
Важно отметить, что при разработке ПДКр-х учитываются ряд экосистемных показателей, таких как обеспечение качества среды обитания рыб, поддержания их кормовой базы и т.д. В этом смысле они наиболее близки к экологическим нормативам.
Основные принципы, лежащие в основе процесса установления ПДКр-х:
- проведение токсикологических экспериментов на организмах основных экологических групп водного сообщества.
- обязательный круг тест-функций.
- определенный порядок выбора концентраций вещества для исследования.
- определенные правила анализа результатов и их интерпретации.
Для установления ПДКр-х проводят комплексное изучение, включающее как лабораторные так и полевые исследования на рыбах и других основных группах водных организмов: продуцентах (водорослях), зоопланктоне, бентосных организмах и редуцентах (микроорганизмах) – играющих заметную роль в круговороте веществ. Всего используют 8 тестов на разных организмах водной экосистемы.
Для рыбохозяйственных водоемов содержание загрязняющих веществ не должно превышать соответствующих рыбохозяйственных ПДК, т.е.
Сi £ ПДКр-х,i (3)
В водоеме рыбохозяйственного значения может также одновременно присутствовать несколько загрязняющих веществ. Если они нормируются по разным лимитирующим признакам вредности (ЛПВ), то по каждому веществу отдельно проверяется выполнение неравенства (3). Если же присутствующие в водоеме вещества нормируются по одному ЛПВ, то характер их совместного действия считается аддитивным и следует проверить выполнение неравенства:
(4)
В водоемах рыбохозяйственного водопользования следует проверить 5 таких неравенств.
Существующий разрыв между количеством новых химических соединений и возможностями установления для них обоснованных ПДК заставляет использовать различные временные нормативы: ОБУВ (ориентировочно безопасные уровни воздействия), ОДУ (ориентировочно допустимые уровни).
Временные нормативы устанавливаются методом математического моделирования, позволяющего прогнозировать токсическое действие соединений по их физико-химическим свойствам, а также по результатам экспресс-токсикологических испытаний. Временные нормативы могут использоваться только на стадии предупредительного санитарного надзора за строящимся объектом. К моменту ввода его в действие все сбрасываемые загрязняющие вещества должны быть обеспечены постоянными нормативами, т.е. ПДК.
Нормирование сбросов в водные объекты
В качестве норматива сброса загрязняющих веществ в водные объекты используется величина НДС - норматив допустимого сброса. Под нормативом допустимого сброса веществ в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Итак, НДС должен обеспечивать соблюдение ПДК веществ в местах водопользования с учетом ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе веществ с одинаковыми ЛПВ НДС устанавливается так, чтобы с учетом примесей, поступивших водоем или водоток от вышерасположенных выпусков, сумма отношений концентраций каждого вещества в водном объекте к соответствующим ПДК не превышала единицы (ур.2 и 4). При этом в качестве контрольных створов принимаются: для водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового назначения — створ в 1 км выше первого по течению пункта водопользования; для водных объектов рыбохозяйственного назначения — створ на расстоянии не более 500 м ниже места сброса сточных вод.
Из общего правила имеются исключения: к сточным водам применяются нормативы качества воды поверхностных водных объектов в случаях сброса сточных вод в черте населенных пунктов. Сброс сточных вод в зоны и округа санитарной охраны водозаборов и курортных зон запрещен, поэтому НДС для сточных вод, сбрасываемых в эти зоны, не устанавливается.
Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод Qст (куб.м/час) на концентрацию в них загрязняющих веществ Сст (г/куб.м).
Величина Сст рассчитывается, исходя из моделей рассеивания веществ в водных объектах с учетом того, чтобы создаваемая в результате спуска сточных вод концентрация загрязняющих веществ в контрольном створе не превышала ПДК.
В случае если фактический сброс вещества меньше расчетных НДС, то в качестве НДС принимается фактический сброс. Если природное фоновое содержание веществ выше ПДК, то НДС устанавливается из условия неухудшения фонового качества воды. Данные о фоновом качестве воды запрашиваются в органах Росгидромета. Если на одном участке водотока ведется разная хозяйственная деятельность, то выбираются наиболее жесткие ПДК.
В случае если для действующих предприятий их фактический сброс превышает НДС, специально уполномоченные природоохранные органы по согласованию с органами Роспотребнадзора, могут устанавливать лимиты (временно согласованные сбросы) на период достижения НДС за счет реализации мероприятий, которые разрабатываются водопользователями.
Нормативы НДС, также как и ПДВ, являются региональными.
На предприятии разрабатывается и хранится "Проект нормативов НДС", на основании которого специально уполномоченный орган выдает предприятию разрешение на сброс загрязняющих веществ в составе сточных вод. Величины НДС и разрешение на сброс действительны только на установленный период, после чего подлежат пересмотру.