Предельно допустимые концентрации и предельно допустимый сброс загрязняющих веществ в водные объекты

При санитарно-гигиеническом нормировании во главу угла поставлено влияние опасных концентраций химических веществ в воде на здоровье человека, при экологическом нормировании – обеспечение защиты от них живых организмов водной среды.

Содержание химических веществ не должно превышать предельно допустимые концентрации веществ в воде водных объектов по ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

Под предельно допустимой концентрацией(ПДК) понимается такая максимальная концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Показатель предельно допустимых концентраций (ПДК) основан на концепции пороговости действия загрязняющего вещества. Ниже этого порога концентрация вещества считается безопасной для организмов.

Распределить водные объекты по характеру и уровню загрязнения позволяет классификация, которая устанавливает четыре степени загрязнения водного объекта: допустимое (1-кратное превышение ПДК), умеренное (3-кратное превышение ПДК), высокое (10-кратное превышение ПДК) и чрезвычайно высокое (100-кратное превышение ПДК) ( ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вещества в воде устанавливается:

ü для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) с учётом трёх показателей вредности:

· органолептического;

· общесанитарного;

· санитарно-токсикологического.

ü для рыбохозяйственного водопользования(ПДК_вр) с учётом пяти показателей вредности:

· органолептического;

· санитарного;

· санитарно-токсикологического;

· токсикологического;

· рыбохозяйственного.

Предельно допустимая концентрация в воде водоёма хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) – 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 в воде водоёма, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДК_вр) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

1. Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды.

2. Общесанитарный показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счёт биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры.

3. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека.

4. Токсикологический – показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.

5. Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

Рыбохозяйственные ПДК должны удовлетворять ряду условий, при которых не должны наблюдаться:

ü гибель рыб и кормовых организмов для рыб;

ü постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;

ü ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;

ü замена ценных видов рыб на малоценные.

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.

Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) — показатель, характеризующийся наибольшей безвредной концентрацией в воде; иными словами, это показатель, который определяет собой наиболее ранний и вероятный характер неблагоприятного влияния в случае появления в воде химического вещества в концентрации, превышающей ПДК.

Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

v Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования используют три вида ЛПВ:

Ø санитарно-токсикологический,

Ø общесанитарный,

Ø органолептический.

Санитарно-токсикологический подразумевает концентрацию, при превышении которой вещество становится токсичным для человека.

Общесанитарный свидетельствует о нарушении санитарного состояния водного объекта.

Органолептический обозначает концентрацию, при превышении которой вода меняет вкусовые качества, цвет, запах, а также характеризуется образованием пены или плёнки.

v ЛПВ для рыбохозяйственных объектов следующие:

Ø санитарно-токсикологический,

Ø токсикологический,

Ø рыбохозяйственный,

Ø общесанитарный,

Ø органолептический.

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в контрольном (расчётном) створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Предельно допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – это масса веществ 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 (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Величины ПДС разрабатываются и утверждаются для действующих и проектируемых предприятий-водопользователей. Нормативы предельно допустимых сбросов (ПДС) вредных веществ в водные объекты, образующихся либо используемых в процессе производства и хозяйственной деятельности водопользователя, устанавливаются для каждого выпуска сточных вод, исходя из условий недопустимости превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в установленном контрольном створе или на участке водного объекта с учётом его целевого использования, а при превышении ПДК в контрольном створе – исходя из условий сохранения (не ухудшения) состава и свойств воды в водных объектах, сформировавшихся под воздействием природных факторов.

Разработанные нормативы ПДС согласовываются водопользователями с территориальными (региональными, бассейновыми) подразделениями федеральных органов исполнительной власти, являющихся специально уполномоченными в областях:

Ø охраны окружающей среды;

Ø санитарно-эпидемиологического надзора;

Ø использования и охраны рыбных ресурсов.

Контроль за соблюдением нормативов ПДС осуществляется непосредственно в местах выпуска сточных вод и в контрольных створах ниже и выше выпусков.

В зависимости от вида и категории водоёма контрольный створ может устанавливаться в разных местах.

Ø При сбросе сточных вод в водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования контрольный створ должен устанавливаться на водотоках в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территории населенного пункта и т. п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – в одном километре в обе стороны от пункта водопользования.

Ø При сбросе сточных вод в водные объекты рыбохозяйственного водопользования контрольный створ определяется в каждом конкретном случае республиканской (областной) администрацией по представлению органов Роскомприроды, но не далее чем в 500 м от места сброса сточных вод.

Таким образом, для разных видов водопользования качество воды водного объекта при сбросе в него сточных вод должно соответствовать в контрольном створе нормам.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчётном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующие условие:

 

где Ср.сz – концентрация i -го вещества в контрольном створе при условии одновременного присутствия z веществ, относящихся к одному и тому же ЛПВ;

i – 1,2,…. z;

z – количество веществ с одинаковым ЛПВ;

ПДК i  – предельно допустимая концентрация i – го вещества.

Основной механизм снижения концентрации консервативного загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление.

v Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

v Вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными.

Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водного объекта.

В практике расчётов используют понятие кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у контрольного створа выражается зависимостью:

 

 

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды водотока участвует в разбавлении;

q – максимальный расход сточных вод, м3/с;

Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, м3/с.

При определении кратности разбавления сбрасываемых сточных вод водой водотока расчётный расход Q принимается при следующих условиях:

Ø для незарегулированных водотоков – расчётный минимальный среднемесячный расход воды 95%-й обеспеченности;

Ø для зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный пропуск) с учётом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе.

Бьеф (фр. bief) — часть реки, канала, водохранилища или другого водного объекта, примыкающая к гидротехническому сооружению.

К сооружениям, у которых могут быть бьефы, относятся плотина, шлюз, гидроэлектростанция и другие.

Для воды определяют следующие показатели:

ü концентрация растворённого кислорода;

ü водородный показатель (рН);

ü БПК (биологическое потребление кислорода). Используют показатель БПК₅ — количество кислорода, необходимое для окисления органического вещества, находящегося в воде (в течение 5 суток). БПК₂₀ — за 20 суток — этот показатель используется чаще.

ü ХПК₅, ХПК₂₀ — количество кислорода, необходимое для окисления химических веществ, находящихся в воде.

(«Правила охраны поверхностных вод (типовые положения)» Утв. Госкомприродой СССР 21.02.91).

Биологическое потребление кислорода (БПК) — количество кислорода, израсходованное на аэробное биохимическое окисление под действием микроорганизмов и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде.

БПК является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоёма органическими веществами, он определяет количество легкоокисляющихся органических загрязняющих веществ в воде.

Как правило, в течение 5 суток при нормальных условиях происходит окисление ~ 70 % легкоокисляющихся органических веществ. Практически полное окисление (БПК_полн или БПК₂₀) достигается в течение 20 суток.

Для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (ГОСТ 2761-84) и водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях, БПК_полн не должно превышать О₂ 3 мг/л, для водоёмов культурно-бытового водопользования — 6 мг/л. Соответственно, предельно-допустимые значения БПК₅ для тех же водоёмов равны 2 мг/л и 4 мг/л, соответственно

Химическое потребление кислорода(ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, выражается в миллиграммах кислорода (или другого окислителя в пересчёте на кислород), пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в литре (1 дм³) воды. Является одним из основных показателей степени загрязнения питьевых, природных и сточных вод органическими  соединениями (в основном антропогенного или техногенного характера).

Определяется различными лабораторными методами "Химическое потребление кислорода в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом. РД 52.24.421- 2007" (утв. Росгидрометом 13.03.2007).