Нормирование загрязнения воды
Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта допустимых показателей её состава и свойств, которые обеспечивают безопасность для здоровья населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) веществ в воде – это такая концентрация вещества, при превышении которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.
Предельно допустимая концентрация (ПДКв) веществ в воде водоёма хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования – 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.
Предельно допустимая концентрация (ПДКвр) веществ в воде водоёма, используемого для рыбохозяйственных целей – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
Для целей рационального нормирования Министерством природных ресурсов РФ установлены следующие виды водопользования:
· хозяйственно-питьевое водопользование. 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 СанПин 2.1.4.559-96 питьевая вода должна быть безопасно в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства;
· культурно-бытовое водопользование. 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 населённых мест, независимо от вида их использования объектами для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов;
· рыбохозяйственное водопользование. Рыбохозяйственное водопользование связано с ловом и разведением рыб и других обитателей водной среды.
ПДК в воде для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) устанавливают с учётом трёх показателей вредности:
· санитарно-токсикологического;
· санитарного (общесанитарный);
· органолептического.
ПДК в воде для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) устанавливают с учётом пяти показателей вредности:
· санитарно-токсикологического;
· санитарного;
· органолептического;
· токсикологического;
· рыбохозяйственного.
Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека.
Санитарный (общесанитарный) показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счёт биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры.
Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменить органолептические свойства воды.
Токсикологический показатель определяет токсичность вредных веществ для живых организмов, населяющих водный объект.
Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качества промысловых рыб.
При поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым ограничивающим признаком вредности и с учётом загрязнителей, поступивших в водные объекты от других источников загрязнения, сумма отношения концентраций Ci каждого из веществ в водном объекте к соответствующим ПДК не должна превышать единицы, т.е. (ф. 3.20):
Пов = 
. (3.20)
Смысл показателя опасности Пов для водных объектов тот же, что и для воздуха (см. ф. 3.20).
В реальных условиях вредное воздействие может оказаться гораздо более пагубным, чем то, которое определено простым суммированием за счёт образования новых более токсичных веществ при химических реакциях или за счёт усиления эффекта при повышенной температуре.
Наиболее часто для оценки качества водных объектов используют гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ (Справочные…, 1999).
Индекс загрязнения воды обычно рассчитывают по 6-ти – 7-ми показателям, которые можно считать гидрохимическими. Такие показатели как концентрация растворённого кислорода, показатель кислотности pH, биологическое потребление кислорода БПК5 являются обязательными:
, (3.21)
где Ci – концентрация загрязняющего вещества; N – число показателей, используемых для расчёта индекса; ПДКi – величина установленная для соответствующего типа водного объекта.
ПДК ряда вредных веществ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового приведены в табл. 3.22. Для воды установлены ПДК почти для 1000 веществ.
ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого
и культурно-бытового водопользования, мг/л
| Вещество | ЛПВ | ПДК |
| Алюминий | С.-т. | 0,5 |
| Алюминия оксихлорид | Орг. | 1,5 |
| Аммиак (по азоту) | С.-т. | |
| Анилин | » | 0,1 |
| Ацетон | Общ. | 2,2 |
| Ацетофенон | С.-т. | 0,1 |
| Бензпирен | » | 0,000005 |
| Бензин | Орг. | 0,1 |
| Бензол | С.-т. | 0,5 |
| Бериллий | » | 0,0002 |
| Бор | » | 0,5 |
| Бром | » | 0,2 |
| Висмут | » | 0,1 |
| Гексахлорбензол | » | 0,05 |
| Диметиламин | » | 0,1 |
| Дифторхлорметан (фреон) | » | |
| Диэтиловый эфир | Орг. | 0,3 |
| Железо | » | 0,3 |
| Изопрен | » | 0,005 |
| Кадмий | С.-т. | 0,001 |
| Карбофос | Орг. | 0,05 |
| Керосин: | » | |
| окисленный | Орг. | 0,01 |
| осветительный (ГОСТ 4753—68) | » | 0,05 |
| технический | » | 0,001 |
| Кислота: | ||
| бензойная | Общ. | 0,6 |
| дифенилуксусная | » | 0,5′ |
| масляная | » | 0,7 |
| муравьиная | » | 3,5 |
| уксусная | » | 1,2 |
Продолжение таблицы 3.22
| Кислоты жирные синтетические С5—С2о | » | 0,1 |
| Марганец | Орг. | 0,1 |
| Медь | » | |
| Метанол | С.-т. | |
| Молибден | » | 0,25 |
| Мочевина | Общ. | |
| Нафталин | Орг. | 0,01 |
| Нефть: | ||
| Многосернистая | » | 0,1 |
| прочая | 0,3 | |
| Нитраты: | ||
| поNОз | С.-т. | |
| по NO2 | » | 3,3 |
| Полиэтиленамин | » | 0,1 |
| Тиоцианаты | » | 0,1 |
| Ртуть | » | 0,0005 |
| Свинец | » | 0,03 |
| Сероуглерод | Орг. | |
| Скипидар | » | 0,2 |
| Сульфиды | Общ. | Отсутствие |
| Тетраэтилсвинец | С.-т. | » |
| Трибутилфосфат | Орг. | 0,01 |
| Формальдегид | С.-т | 0,05 |
| Фосфор элементный | » | 0,0001 |
| Цианиды, в пересчете на циан | С.-т. | 0,1 |
| Цинк | Общ. | |
| Этилен | Орг. | 0,5 |
| Этиленгликоль | С.-т. | |
| Этилендиамин | Орг. | 0,2 |
Требования к качеству воды в водоёмах, используемых для разведения рыбы, в большинстве случаев более жёсткие, чем для объектов хозяйственно-питьевого назначения. Например, для рыбохозяйственных водоёмов ПДК на содержание нефтепродуктов ниже в 6 раз, тяжёлых металлов в 100 раз и т.д. (Табл. 3.23).
ПДК вредных веществ в водных объектах для рыбохозяйственных целей
(Афанасьев Ю.А., 2000)
| № | Нормируемые и определяемые показатели (вещества) | ПДК, ОДУ (ОДК) [51,59] | ПДК (ОДУ) рыбохоз. вод., мг/л [51] | Рекомендации ВОЗ, мг/л [54, 62> | Пере- чень [56] |
| в питье-вых/хоз-быт. водах, мг/л* | почве, (мг/кг) | ||||
| 1. | Азот аммонийный (NH4 + ) | 1,0/2,0 | 0,05-0,5 | 1,5 | + |
| 2. | Акриламид (флокулянт) | 0,01 | 0,35 | 0,0005 | |
| 3. | Алюминий (Аl 3+ ) | 0,5 | 0,08 | 0,2 | + |
| 4. | Амины алиф. первичн. (С10-С20) | 0,005/0,04 | до 0,00025 | + | |
| 5. | Ацетон (ацетальдегид) * | 2,2 | 10,0 | 0,05 | + |
| 6. | Барий (Ва 2+ ) | 0,1/4,0 | 2,0 | 0,7 | |
| 7. | Бенз(а)пирен | 0,000005 | 0,02 | 0,0007 | |
| 8. | Бензин | 0,1 | 0,1 | ||
| 9. | Бензол | 0,01/0,5 | 0,3 | 0,5 | 0,0007-0.01 |
| Бериллий (Ве г+ ) | 0,0002/0,001 | 0,0003 | |||
| Бор (аморфный) | 0,5 | 0,1 | 0,5 | ||
| Бром и бромиды | 0,2 | + | |||
| Ванадий (V), суммарный | 0,05/0,1 | 150,0 | 0,001 | + | |
| Винилхлорид (хлорэтен) | 0,05 | 0,000008 | 0,005-0,01 | ||
| Висмут | 0,1 | + | |||
| Вольфрам (W 6+ ) | 0,05 | 0,0008 | |||
| Гексахлорбензол | 0,05 | 0,001 | |||
| Гексахлорбутадиен | 0,01 |
Продолжение табл. 3.23
| Гидразин-гидрат | 0,01 | 0,00025 | ||
| Денацил (пестицид) | 0,00001 | |||
| Дибутилоловооксид | 0,004 | |||
| Диметилдиоксан | 0,005 | |||
| Дихлорбензол | 0,002 | 0,001 | ||
| Дихлордибутлово | 0,002 | 0,0015 | ||
| Дихлордихлордифенил | 0,001 | |||
| Диэтилхлоролово | 0,002 | |||
| Диэтилртуть | 0,0001 | |||
| Дифенил (фенилбензол) | 0,001 | |||
| ДДТ (дихлордифенилтрихлор-этил) | 0,1 | 0,1 | 0,002 | 0,002 |
| 2,4-Д (к-та, ее соли и эфиры) | 0,2 | 0,01-0,25 | 0,03 | 0.03 |
| Дихлорфенол | 0,002 | 0,0003-0,04 | ||
| Железо (Fe2+) | 0,5 | 0,005 | + | |
| Железо (Fe3+) и общее | 0,9 и 0,3 | 0,05 | 0,3 | + |
| Кадмий (Cd 2+) | 0,001/0,01 | 0,005-0,01 | 0,003-0,005 | + |
| Калий (К+) | 180,0 | 10,0-50,0 | + | |
| Кальций (Са2+) | 40,0 | 180,0 | + |
| Галоидированные углеводороды Бромдихлорметан бутил хлористый гексахлорэтан дибромпропан дибромтрихлорпропан фреон-12 и фреон-22 2,3-дихлорбугадиен-1,3 3,4-дихлорбутен-1 1,2-дихлоризобутан 1,3- и 3,3-дихлоризобутилен дихлорметан дихлорпропан дихлопропен дихлорэтилен пентахлорбутан тетрахлоргептан тетрахлорметан (ЧХУ) тетрахлорнонан тетрахлорпентан тетрахлорпропан тетрахлорпропен тетрахлорундекан тетрахлорэтан тетрахлорэтилен трибромметан (бромоформ) трийодметан (йодоформ) трифторхлорпропан (фреон 253) трихлорметан (хлорофор трихлорпропан трихлорэтан трихлорэтилен | 0,03 0,004 0,01 0,1 0,01 10,0 0,03 0,2 0,4 0,4 0,5 0,4 0,0006 0,02 0,0025 0, 006 0,003 0,005 0,01 0,002- 0,007 0,2 0,02 0,1 0,0002 0,1 0,06 0,07 9,2/10,0 0,06 | 0,1 0,001 0,01 | 0,001 0,002-0,003 0,01-0,04 0,01 0,03-0.2 2,0 0,07 | 0.02 0,04 0,02 |
| Карбонаты, гидрокарбонаты (Са2+) | 40,0 | |||||
| Керосины | 0,01/0,1 | |||||
| Кислород растворенный | + | |||||
| Кислоты (органические) | 0,01/15,0 | + | ||||
| Кобальт (Со2+) | 0,1/1,0 | 5,0 | 0.01-0,005 | + | ||
| Красители (органические), в т.ч.: ксантогенаты, флуоресцеи новые, азо-, крезоловые, кислотные, хромовые, прямые, катионные, родаминовые и др. | 0,001/0,1 | 0,0001-0,5 | ||||
| Кремний (Si) | 10,0 | + | ||||
| 45. | Ксилолы (о-, м-, п-) | 0,05 | 0,3 | 0,05 | 0,02-1,8 | |
| Литий (Li+) | 0,03 | 0,0007-0,15 | ||||
| 47. | Магний (Mg2+) | 120,0 | 40,0-50.0 | + | ||
| 48. | Малононитрил | 0,02″ | ||||
| 49. | Марганец (Мп2+) | 0,1 | 60-1500,0 | 0,01-0.05 | 0,1-0,5 | + |
| 50. | Медь (Си2+) | 1,0 | 3,0 | 0,005 | 1,0-2,0 | + |
| Метанол | 3.0 | 0,1 | + | |||
| 52, | Метилдигидропиран (пестицид) | 0,0001 | ||||
| Метилмеркаптан | 0,0002 | |||||
| Метилметакрилат | 0,001/0,01 | 0,001 | ||||
| 55, | Молибден (Мо* 6 ) | 0,25/0,5 | 0,0004 | 0,07 | ||
| 56, | Мышьяк (As 1+ ) | 0,05 | 2,0 | 0,01-0,05 | 0,01-0,05 | + |
Продолжение табл. 3.23
| № | Нормируемые и определяемые показатели (вещества) | ПДК, ОДУ (ОДК) [51,59] | ПДК (ОДУ) рыбохоз. вод., мг/л [51] | Рекомендации ВОЗ, мг/л [54, 62> | Пере- чень [56] | |
| в питье-вых/хоз-быт. водах, мг/л* | почве, (мг/кг) | |||||
| Натрий (Na + ) | 100,0/200,0 | 100,0-120,0 | 200.0 | + | ||
| 58. | Нефть и нефтепродукты | 0,05/0,3 | 0,05 | + | ||
| 59, | Никель (Ni 2+ ) | 0, | 4,0 | 0,01 | 0,02 | + |
| Нитраты (по N03) | 4,5/45,0 | 40,0 | 10,0-50,0 | + | ||
| Нитриты (по N02 | 3,0/3,3 | 0,08 | 0,33-3,0 | + | ||
| Нитрометан | 0,005 | |||||
| Нитрофенолы | 0,02/0,06 | |||||
| Озон | 0,3 | |||||
| Оксид (окись) пропилена | 0,01 | 0,005 | ||||
| Олово четыреххлористое | 0,02 | |||||
| ПАУ (по нафталину) | 0,01 | 0,004 | ||||
| Перекись водорода | 0,1 | 0,01 | ||||
| Пестициды: снмтриазинового ряда (симазин. пропазин, прометрин и др.) фосфорорганические (бутифос, паратион, фозалон и др.) члорорганические иx (α.β,- ГХЦГ, ДДТ, ДДЕ и др.) | 0/3,0 0,0003/0,1 0,002/0,02 | 0,01-0,5 0,03-0,5 0,05-0,5 | 0,002 | + + + | ||
| Пиридин | 0,2 | 0,01 | ||||
| 71. | Полихлорированные диоксины и дибензофураны | до 0,00000002 | 0,000133 | |||
| 72. | Полихлорированные бифенилы (ПХБ), в т.ч. пента- и трихлор- | до 0,001 | 0,5 — по папихлор-пинену | |||
| 73. | Полиэтиленполиамин | 0,005 | 0,01 | |||
| 74. | Роданиды (CNS) | 0,1 | 0,15 | — | + | |
| 75. | Ртуть (Hg2+) | 0,0005/0,005 | 2,1 | 0,00001 | 0,001 | + |
| 76. | Рубидий (хлористый) | 0,1 | 0,1 | |||
| 77. | Свинец (РЬ2+) | 0,03/0,1 | 6-20,0 | 0,01-0,1 | 0,01-0,05 | + |
| 78. | Селен (Se) | 0,001/0,01 | 0,0016 фон. | 0,01 | ||
| 79. | Серебро (Ag) | 0,05 | — | + | ||
| 80. | Сероводород, сульфиды (S2 |
)
Продолжение табл. 3.23
| Цианиды (по N) | 0,035/0,1 | 0,05 | 0,07-0,1 | + | |
| Цинк (Zn 2+ ) | 0,1/5,0 | 23,0 | 0,01-0,05 | 3,0-5,0 | + |
| Четыреххлористый углерод | 0,006/0,3 | 0,00004 | 0,002 | + | |
| Этилмеркурхлорид | 0,0001 | ||||
| 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 | Обобщенные показатели: pН, единицы рН общая минерализация сухой остаток, мг/л жёсткость общая, ммол’ь/л окислит.-восст. потенциал окисляемость (ХПК) нефтепродукты (суммарно) ПАВ фенольный индекс взвешенные вещества | 6-9 1500 7,0/10,0 5,0 0,1 0,1-0,3 0,5 0,2 | — | 1,0 0,5 0,25 | 6,5-8,5 1000 500 (мг/л) |
| !35 | Радиологические показатели: общая α-радиоактивность, Бк/л общая β-радиоактивность, Бк/л | 0,1 1,0 | 0,1 1,0 | ||
| Микробиологические и пара-итологические показатели: общее микробное число (число образующихся колоний) | не более 50 в 1 мл | ||||
| Органолептические показатели: запах, баллы привкус, баллы цветность, градусы мутность в ЕМФ (единицы мутности пр формазину) | не более 2 не более 2 20-35 2,6-3,5 | 5,0 | + |
Примечание: – интервалы ПДК: в числителе — для питьевых; в знаменателе — для вод хозбытового назначения.
Правилами охраны вод от загрязнения запрещено сбрасывать в водные объекты сточные воды, для которых ПДК не установлены.
Как видно из приведённых данных, требования к качеству воды зависят от вида водопользования.
Наименее жёсткие требования предъявляется к воде, предназначенной для промышленного водопользования.
Очень жёсткие требования предъявляться к санитарному состоянию воды, используемой в животноводстве (табл. 3.24), поскольку заражение животных через воду и развитие эпизоотий причиняют огромный вред народному хозяйству и очень опасны для людей (Орлов Д.С. и др., 2002).
ПДК минеральных примесей в воде,
предназначенной для поения скота (Орлов Д.С. и др., 2002)
| Видовые и возрастные группы животных | Сухой остаток, мг/л | Хлориды, мг/л | Сульфаты, мг/л | Общая жёсткость, мг/л |
| Крупный рогатый скот взрослый молодняк | ||||
| Свиньи взрослые молодняк | ||||
| Овцы взрослые молодняк | ||||
| Лошади взрослые молодняк |
Нарастающие масштабы водопотребления во всем мире приводят, к стремительному росту сброса промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых срочных вод во внутренние водоёмы и моря. С целью обеспечения норм качества воды в водоёмах устанавливаются предельно допустимые сбросы.
Предельно допустимый сброс вещества в водный объект – 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 (Охрана природы, 1987).
Нормы сброса для водопользователей устанавливаются с учётом ПДК, ассимилирующей способности водного объекта, распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями данного водного объекта.
Сточные воды очень загрязнены и представляют собой мутную, дурно пахнущую жидкость. Окисляемость бытовых стоков составляет от 35 до 220 мг/л кислорода, БПК5 – от 185 до 600 мг/л, коли-индекс – до 1 млн кишечных палочек в 1 мл, до 1000 яиц аскаридов в 1 мл. В них также могут быть возбудители кишечных инфекций, тифа, холеры и т.п. Ещё более опасны производственные сточные воды. Сточные воды различных производств сильно отличаются друг от друга по составу и кроме загрязнений, характерных для бытовых вод могут содержать токсические вещества – соединения мышьяка, цианиды, яды и т.п.
Следует принять во внимание, что для промышленных сбросов требуется в среднем 30-кратное их разбавление чистой водой, чтобы загрязнение водоёма не превышало допустимых норм.
Многие реки мира в настоящее время загрязнены выше всяких норм, Можно назвать р. Потомак в США, которую называют сточной канавой, Рейн и Дунай в Европе, Волга в России.
Сегодня в Волгу поступает 20 кубокилометров сточных вод в год. Для их разбавления «до нормы» требуется 600 кубокилометров чистой воды, а среднегодовой сток Волги составляет только 250. Отсюда можно сделать вывод, что воды Волги более чем в 3 раза «грязнее», чем это допускается. От этих загрязнений страдает не только Волга, но и Каспийское море, в которое она впадает.
Проблема сохранения вод является комплексной и включает в себя рациональное водопользование, очистку сточных вод от загрязнений, развитие безотходных технологий, систем замкнутого водопотребления. Наряду с этими проблемами и для их решения необходимы приборы и системы контроля качества воды.
F Контрольные вопросы и задачи
1. Какие требования предъявляются к качеству воды и от чего они зависят?
2. Сформулируйте требования к воде водных объектов, предназначенных для рыбохозяйственных целей.
3.Что такое ПДК вредных веществ в воде?
4. ПДК вредных веществ в воде водоёмов, предназначенных для рыбохозяйственных целей.
5. ПДК вредных веществ в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
6. Что такое водопользование и какие его виды существуют?
7. Хозяйственно-питьевое водопользование.
8. Культурно-бытовое водопользование.
9. Рыбохозяйственное водопользование.
10. По каким показателям вредности устанавливают ПДК для водоёмов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и по каким – для рыбохозяйственных целей?
11. Перечислите показатели вредности и дайте их определение.
12. Напишите формулу для определения степени безопасности при наличии в воде нескольких вредных веществ.
13. Что такое индекс загрязнения воды и как он определяется?
14. Как определяется индекс сапробности водных объектов?
15. Сравните ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и для рыбохозяйственных целей.
16. Что такое предельно допустимый сброс?
17. Каковы основные показатели качества сточных вод?
18. Что такое ПХЗ и как он рассчитывается?
Источник
