Нормирование содержания вредных веществ в водных объектах и сточных водах. Основные показатели загрязненных вод

Система мер по охране вод включает нормирование качества воды в водном объекте; регламентацию сброса нормированных веществ в водоемы со сточными водами; регламентацию различных видов деятельности, влияющих на состояние вод; организационно-технические мероприятия, связанные с рационализацией водопользования и др.

Нормирование качества воды водоемов проводится по категориям в зависимости от их назначения: хозяйственно-питьевого (для водоснабжения предприятий пищевой промышленности и жилищно-бытового сектора), культурно-бытового (для купания, рекреации), рыбохозяйственного (три категории для выращивания рыб различной хозяйственной ценности) водопользования. Критерии качества воды как природного ресурса для разных пользователей не могут быть едины. Нормы качества воды водных объектов включают требования к составу и свойствам воды для различных видов водопользования, а также величины ПДК веществ в воде.

Для характеристики качества воды в водном объекте, а также для установления возможности сброса сточных вод через биологические очистные сооружения и определения эффективности применения биохимического метода очистки используют следующие показатели:

• Предельно допустимая концентрация химического вещества в водоеме, мг/дм³, при которой оно не оказывает прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения в течение жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования. В общей сложности установлено свыше 1 900 ПДК для вод различного назначения. Каждое значение ПДК относится к одному из лимитирующих показателей вредности (ЛПВ). ЛПВ - признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде. Различают три вида ЛПВ: органолеп-тические, общесанитарные, санитарно-токсикологические. При отсутствии значений ПДК временно устанавливаются величины ориентировочно допустимых уровней нормированных веществ (ОДУ). Для веществ в зависимости от токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты и от ЛПВ установлены классы опасности: 1-й -чрезвычайно опасные, 2-й - высокоопасные, 3-й - опасные, 4-й - умеренно опасные.

• Содержание растворенного в воде кислорода, мг/дм³, которого в водоеме хозяйственно-питьевой и культурно-бытовой категорий не должно быть меньше 4 мг/дм³ в любой период года.

• Биохимическое потребление кислорода (БПК), мг 0₂/дм³ - количество кислорода, используемого при биохимическом окислении органических веществ за определенное время инкубации пробы (2, 5, 10, 20 суток). Например, БПК₆ - 5 суток. Полное БПК показывает, какое предельное количество кислорода может быть удалено из воды за счет биологического окисления органических отходов. Так, для питьевой воды полное БПК_п (состояние, когда все биологически окисляемые вещества разложились микроорганизмами) не должно быть более 3,0 мг 0₂/дм³ при 20 °С. Необходимость определения этого показателя вызвана частично тем, что наличие всбрасываемых в водоем сточных водах большого количества аэробно разлагаемых органических веществ может привести к снижению содержания вводе растворенного кислорода, что нежелательно для обитателей водоема, прежде всего для рыб.

• Химическое потребление кислорода (ХПК),определенное бихроматным методом (окисление бихроматом калия и серной кислотой), т. е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимое для окисления содержащихся в 1 дм³ воды восстановителей, мг 0₂/дм³. Для нахождения значения ХПК требуется гораздо меньше времени, чем для определения ВПК. При применении бихроматного метода получаются более высокие значения расхода кислорода в процессе разложения органики, чем при определении ВПК, что эквивалентно большему содержанию окисляемой органики, т. к. окисляются даже те органические вещества, которые микроорганизмы окислить не могут. Чем меньше различаются значения ХПК и ВПК для пробы воды, тем эффективнее будет биохимическая очистка стоков. В питьевой воде ХПК не должно быть больше 15 мг 0₂/дм³.

• Органолептические показатели- вкус, запах и цвет воды. Обычно вкус определяют только питьевой воды. Он зависит от растворенных в воде веществ. Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий и горький. Запах природных вод может быть землистым, хлорным, нефтепродуктовым и т. п. Его интенсивность определяют по пятибальной шкале (0 - запах не ощущается и 5 - запах очень сильный, вода не пригодна к употреблению). Цветность воды - санитарный показатель, позволяющий судить о наличии в ней примесей. Выражается в градусах цветности, определяется колориметрически.

Помимо химических и механических примесей в воде присутствуют микроорганизмы, в том числе патогенные. Анализ воды на присутствие всех болезнетворных организмов (бактерий, вирусов и простейших) - задача трудная и дорогостоящая. Поэтому разработаны упрощенные тесты, с помощью которых определяют содержание индикаторных бактерий *- кишечных палочек. Наличие их в воде, как правило, сопровождается присутствием болезнетворных микроорганизмов и свидетельствует о ее загрязнении. Поэтому важной характеристикой качества воды является число лак-тозоположительных кишечных палочек (ЛКП) в 1дм³.

В питьевой воде не должно содержаться ни одной кишечной палочки в 100 мл пробы.

При использовании воды для питьевых (рекреационных) нужд нормируются 11 основных санитарно-гигиенических показателей ее состава и свойств, характеризующих содержание взвешенных веществ, плавающих примесей, растворенного кислорода, возбудителей заболеваний, запах, вкус, окраску, температуру, кислотность (рН), минеральный состав, ВПК. Для нескольких сотен токсичных веществ установлены ПДК (табл. 4.7). Определяются ПДК в контрольном створе водоема (поперечном сечении потока, в котором контролируется качество воды). Для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, нормируются 9 основных показателей: содержание взвешенных веществ, плавающих примесей, растворенного кислорода, ядовитых веществ, окраску, запах и вкус, кислотность (рН), ВПК.

Качество поверхностных вод может характеризоваться по индексу загрязнения вод(ИЗВ), которому соответствует 7 классов разной степени загрязнения. Определяется ИЗВ как 1/6 суммы средних концентраций: растворенного кислорода, БПК₅, азота аммонийного и нитритного, нефтепродуктов и фенолов.

В загрязненных сточными водами водных объектах протекают сложные процессы, ведущие к восстановлению естественного состояния рек, озер, водохранилищ. Совокупность гидродинамических, химических, биохимических и физических процессов, приводящих к снижению концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов, называют самоочищением. Количественной характеристикой этого процесса является ассимилирующая способность водного объекта - способность водоема или водотока принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования. В процессах самоочищения озер и водохранилищ большую роль играют сапрофитная аэробная микрофлора, гидробионты-фильтра-торы и водная растительность.

Условия отведения сточных вод в водоемы определяются с учетом степени смешения стоков с водой водного объекта в контрольном створе, а также фонового состава и свойств воды водных объектов в местах выпуска сточных вод. Фоновыми называют концентрации веществ в воде, рассчитанные для фонового створа водоема с учетом всех источников поступления этих веществ, кроме рассматриваемого предприятия. Для каждого выпуска сточных вод расчетным путем устанавливаются предельно допустимые сбросы (ПДС) веществ - максимальная масса этих веществ в сточных водах при отведении в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе, соответствующих категории водопользования (хозяйственно-питьевого, культурно-бытового, ры-бохозяйственного). ПДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта ираспределения массы загрязнителей между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.

ПДС устанавливаются на определенный период (с дальнейшей корректировкой в сторону уменьшения) для предприятий и организаций, имеющих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты, и утверждаются соответствующими органами Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды.

При расчете ПДС необходимо иметь в виду, что, при поступлении в водные объекты нескольких веществ 1-го и 2-го классов опасности с одинаковым ЛПВ с учетом фоновых концентраций, должно соблюдаться соотношение

с_г I пдк_х+с₂ / пдк₂+...+с_п / пдк_п < 1,

где Cj, ..., С_л - концентрации примесей в контрольном створе; ПДК_Х, ..., ПДК_п - соответствующие значения ПДК. При принятии решения о возможности сброса сточных вод используют правило: если выполняется неравенство то сброс промышленных стоков запрещается.

Расчет концентрации загрязняющих веществ в контрольном створе осуществляется с учетом кратности разбавления.