КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД И ИХ КОМПОНЕНТОВ
В зависимости от происхождения сточные воды делят на три большие группы: промышленные, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные, а также различают поверхностный сток с водосборной площади водоемов.
По классификации Е. А. Веселова (1971) сточные воды делят на две категории: неорганические (с преобладанием неорганических компонентов) и органические (с преобладанием органических компонентов). Каждая из этих категорий подразделяется на две группы: сточные воды без специфических токсических свойств и со специфическими ядовитыми свойствами.
Неорганические загрязнители без специфических токсических свойств включают минеральные взвеси, соли натрия, кальция и магния, неорганические кислоты и щелочи, минеральные удобрения. Их отрицательное действие заключается в отложении осадков на дне, замутнении и засолении водоемов, повышении жесткости воды, изменении рН, запаха, цвета и других свойств. Поставщиками этих вод являются рудообогатительные фабрики, содовые, азотно-туковые, машиностроительные, фарфорофаянсовые, угольные и некоторые химические предприятия.
Неорганические загрязнители со специфическими токсическими свойствами содержат в своем составе различные ядовитые вещества: аммиак и соли аммония, сероводород, сернистые соединения, тяжелые металлы и их соли, хлор, цианиды. Они поступают из предприятий черной и цветной металлургии, машиностроительной, химической, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцово-цинковых руд, железных руд и др.
Органические загрязнители без специфических токсических свойств являются преимущественно отходами предприятий пищевой, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, коммунально-бытовые воды и стоки с животноводческих ферм. Они содержат большое количество нестойких органических веществ, легко подвергающихся брожению и гнилостному разложению с выделением аммиака, сероводорода, метана, индола и других продуктов. Это приводит к резкому дефициту кислорода, нарушению гидрохимического режима водоемов и гибели рыб от замора и токсикозов.
К органическим загрязнителям со специфической токсичностью относятся нефть и нефтепродукты, смолы, различные карбоциклические соединения, органические кислоты, спирты и кетоны, органические красители, поверхностно-активные вещества, пестициды. Источники поступления этих веществ различные: нефтепромыслы и нефтеперерабатывающие предприятия, машиностроительная, целлюлозно-бумажная, химическая, пищевая, текстильная, кожевенная промышленности, коммунально-бытовые предприятия, сельское и лесное хозяйство. Наряду со специфическим токсическим действием на гидробионтов эта группа сточных вод также подвергается энергичному окислению, вызывает дефицит кислорода, нарушает органолептические показатели воды и рыбы.
Основные источники поступления пестицидов в водоемы — поверхностный сток с обрабатываемых сельскохозяйственных угодий, лесных массивов, заболоченных участков рек, озер и т. д. Поэтому необходимо четко представлять номенклатуру и технику применения пестицидов, а также степень их опасности.
В зависимости от производственного назначения различают следующие группы пестицидов:
акарициды— средства для борьбы с растительноядными клещами;
альгициды— для уничтожения водорослей и другой сорной растительности в водоемах;
аттрактанты— вещества, привлекающие насекомых;
гербициды— для борьбы с сорными растениями;
десиканты и дефолианты— для подсушивания растений и удаления листьев;
инсектициды— для борьбы с вредными насекомыми;
зооциды— для борьбы с грызунами;
ларвициды— для уничтожения личинок насекомых;
моллюскоциды(лимациды) — для борьбы с моллюсками;
репелленты— для отпугивания насекомых;
фунгициды— для борьбы с грибами.
Большинство пестицидов — сложные органические соединения: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, ртутьорганические, производные уксусной, масляной, роданистоводородной кислот, фенола, мочевины, алкалоиды, а также неорганические соединения, содержащие медь, мышьяк, серу и др.
Пестициды по стойкости в водной среде (распад на 95%) делят на следующие группы: время распада
малостабильные – до 10 суток
умеренностабильные – от 11 до 60 суток
среднестабильные – 2-3 мес
высокостабильные – 3-б мес
очень высокостабильные – 6 мес-1 год
сверхвысокостабильные – более 1 года
По способности к материальной кумуляции различают:
вещества, обладающие сверхвысокой кумуляцией, – коэффициент накопления (Кн) – 1000 и более;
вещества с высокой кумуляцией, Кн – 201-1000;
вещества с умеренной кумуляцией, Кн – 51-200;
вещества со слабовыраженной кумуляцией, КН – до 50.
По степени острой токсичности для рыб и водных организмов токсические вещества делят на следующие группы:
особотоксичные – CK50 до 0,5 мг/л
высокотокснчные – CK50 от 0,5 до 5,0 мг/л
среднетоксичные – CK50 от 5,0 до 50,0 мг/л
малотоксичные – CK50 от 50,0 до 500,0 мг/л
очень слаботоксичные – CK50 более 500,0 мг/л
Различают три фазы во взаимодействии между сточными водами и водой водоема: 1) изменение физических, физико-химических свойств воды и токсическое действие на гидробионтов; 2) действие на процессы, протекающие в водоеме; 3) действие на процессы, возникающие в биоценозах, и стабилизация в водоеме в результате саморегулирования.
В приведенной классификации не отражено влияние различных сточных вод на гидробионтов с физиологической точки зрения.
Определение природы токсикантов по характеру токсического действия важно для диагностики отравлений рыб. Характер повреждения организма уже ориентировочно указывает на природу яда: локального, нервно-паралитического, гемолитического и т.д.
Изучение различных веществ неорганической и органической природы позволило подразделить их на следующие группы:
1. Яды локального действия:
а) неорганические вещества: хлор; перекись водорода, марганцовокислый калий, озон, кислоты и щелочи, соли тяжелых металлов (марганец, никель, хром, мышьяк, кадмий, свинец, железо, цинк, ртуть, медь, серебро), борная кислота;
б) органические вещества: формальдегид, органические кислоты и краски, дубильные вещества, детергенты.
2. Нервно-паралитические яды:
а) неорганические вещества: аммиак и соли аммония, углекислота, щелочные и щелочноземельные металлы, фтор, фосфор;
б) органические соединения: нефть и нефтепродукты, фенолы, смолы и дегти, алкалоиды, сапонины, терпены, продукты выщелачивания древесины, токсины водной улитки, хлорорганические, фосфорорганические, производные карбаминовой кислоты, ряд гербицидов и альгицидов.
3. Гемолитические яды: аммиак и соли аммония, свинец, цианиды, сапонины, селен, некоторые фосфорорганические соединения, диурон, пропанид, токсины некоторых сине-зеленых водорослей.
4. Протоплазматические яды: фтор, цианиды, мочевина, меркаптаны.
5. Энзиматические (ферментативные) яды: фосфорорганические соединения (хлорофос, карбофос, ацетофос, метилнитрофос, метилмеркаптофос, трихлорметафос-3, фосфамид и др.), фториды, цианиды, сульфат натрия, углекислый газ, гидроксиламин, некоторые детергенты, меркаптаны.
6. Яды наркотического действия: углеводороды (этилен, пентан и др.), алкилгалогениды (хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, трихлорэтилен), алкоголи, эфиры, кетоны, альдегиды (параформальдегид, хлоралгидрат, параальдегид, альдол), нитросоединения.
7. Яды комбинированного действия: аммиак и соли аммония обладают локальным, нервно-паралитаческим и гемолитическим действием; цианиды - ферментативным, гемолитическим, протоплазматическим и незначительным локальным; фтор – локальным, нервно-паралитическим, протоплазматическим и ферментативным; ФОС – нервно-паралитическим, ферментативным и гемолитическим (в слабой степени); формальдегид – нервно-паралитическим и локальным; сапонины – нервно-паралитическим, локальным и гемолитическим действием.
Такое разделение ядов условно, так как один и тот же яд в зависимости от концентрации может действовать по-разному. Например, фенолы, обладая нервно-паралитическим действием, в больших концентрациях оказывают локальное действие; неорганические кислоты в очень слабых концентрациях действуют локально.
Все токсические вещества следует разделить на несколько групп в зависимости от степени их токсичности. По вызыванию в острых опытах гибель 50% гидробионтов их можно разделить на:
1. Вещества, вызывающие гибель 50% рыб в концентрациях до 1 мг/л — высокотоксичные вещества.
2. Вещества, вызывающие гибель рыб в концентрациях 1-10 мг/л — сильнотоксичные вещества.
2. Вещества, вызывающие гибель рыб в концентрациях 10-100 мг/л — умеренно токсичные вещества.
4. Вещества, вызывающие гибель рыб в концентрациях свыше 100 мг/л — слаботоксичные вещества.
5. Вещества, вызывающие гибель рыб в концентрациях свыше 1000 мг/л — очень слаботоксичных веществ.
К первой группе, по данной классификации, следует отнести такие соединения, как альдрин, гексанитродифениламин, ДДТ, гексахлоран, паратион, пентахлорфенол и пентахлорфенолят натрия и другие. К пятой группе относятся такие слаботоксичные соединения, как бура, борная кислота, уротропин, хлористый кальций и др.