Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства. Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.
Нормирование химических веществ в водной среде имеет некоторые особенности.
С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Однако, нормативы качества воды распространяются не на весь объект водопользования, а только на пункты водопользования населения. При этом учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарнотоксикологический показатель вредности), так и изменения органолептических свойств воды и процессов самоочищения воды водоемов (органолептический и общесанитарный показатель вредности). гигиенический химический качество вода
Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиенические нормативы. Это связано с относительно низкой эффективностью и большой стоимостью систем очистки воды на водопроводных сооружениях. С гигиенической и экономической позиций гораздо более эффективно предупреждение загрязнения водных объектов, чем очистка уже загрязненной воды.
К особенностям гигиенического нормирования химических веществ в водной среде относится необходимость исследования стабильности химических соединений, процессов их трансформации (под влиянием естественных процессов самоочищения, процессов водоподготовки, очистки сточных вод, обеззараживания и др.). При этом оценивают влияние на водный объект и организм млекопитающих не только исходных веществ, но и продуктов их деструкции и трансформации.
В качестве ПДК принимается наименьшая из пороговых концентраций, установленных по разным критериям вредного действия.
ПДК химического вещества в воде водных объектов хозяйственно -питьевого и культурнобытового водопользования -- максимальная концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье настоящего и последующих поколений, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Для эссенциальных элементов, попадающих в организм человека в основном с водой (например, фтора), регламентируется как верхний, так и нижний предел допустимого содержания в воде.
В опресненной воде, подлежащей коррекции по солевому составу, нормируется минимальное содержание кальция (30 мг/л) и магния (5--10мг/л).
Наряду с ПДК в официальных перечнях нормативов указываются класс опасности и лимитирующий признак вредности, по которому установлена ПДК: санитарно-токсикологический (с.-т.), общесанитарный (общ.), органолептический (орг.) с расшифровкой изменения органолептических свойств воды. Эти изменения могут проявляться в изменении запаха воды (зап.), увеличении мутности (мутн.), появлении окраски (окр.), образовании пены (пен) или пленки на поверхности воды (плен.), появлении опалесценции (оп.).
Для веществ, перспективы применения которых не определены, устанавливается временный на 3 года) гигиенический норматив -- ориентировочный допустимый уровень (ОДУ). ОДУ разрабатывается на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности и применяется только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями.
В случае присутствия в воде нескольких веществ 1--2-го классов опасности сумма отношений фактических концентраций каждого из них к их ПДК не должна превышать единицы. При одновременном присутствии в воде нескольких веществ других классов опасности контроль качества водной среды проводится на основе индивидуальных ПДК.
Наряду с гигиеническими нормативами в нашей стране существуют ПДК и ОБУВ веществ в воде рыбохозяйственных водных объектов. ПДК в воде рыбо-хозяйственного водного объекта -- это экспериментально установленный рыбо-хозяйственный норматив максимально допустимого содержания загрязняюшего вещества в воде водного объекта, при котором в нем не возникают последствия, снижающие его рыбохозяйственную ценность.
Гигиенические и рыбохозяйственные нормативы применяются для установления нормативов предельно допустимого сброса (ПДС) сточных вод в водоемы. Величина ПДС рассчитывается для каждого конкретного источника загрязнения и ставит своей целью недопущение превышения действующих нормативов качества воды водного объекта.
Токсикологические показатели воды, характеризующие безвредность ее химического состава, определяются содержанием химических веществ, которое не должно превышать установленных нормативов.
Наконец, при определении качества воды учитываются органолептические (воспринимаемые органами чувств) свойства: температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования (ПДКв) - 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 водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
В гидрохимической практике используется и метод интегральной оценки качества воды, по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. Также оценка качества воды и сравнение современного состояния водного объекта с установленными в прошлые годы характеристиками проводятся на основании индекса загрязнения воды (ИЗВ) по гидрохимическим показателям. Этот индекс представляет собой формальную характеристику и рассчитывается усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательны для учета следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК5.
В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1074-01 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.
Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.
Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения определены Санитарными правилами и нормами СанПин 2.1.4.1175-02, причем нормируются запах, вкус, цветность, мутность, коли-индекс, а также указывается, что содержание химических веществ не должно превышать значений соответствующих нормативов.
Как и для атмосферного воздуха, для воды такими нормативами являются предельно допустимые концентрации (ПДК).
Предельно допустимая концентрация в воде водоема 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 водоема, 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.
ПДКвр в ряде случаев рассматривается как экологический норматив, что не совсем верно. Фактически, ПДК вр - это та концентрация вредного вещества в воде, при постоянном воздействии которой выполняются следующие условия:
Не наблюдаются случаи гибели рыб и организмов, служащих для рыб кормом;
Не происходит постепенное исчезновение тех или иных видов рыб, для жизни которых водоем был ранее пригодным, а также замены ценных в кормовом для рыб отношении организмов на малоценные или не имеющие кормового значения;
Не происходит порчи товарных качеств обитающей в водоеме рыбы,
Не происходят изменения, способные в определенные сезоны или в обозримом будущем привести к гибели рыб, замене ценных видов на малоценные или к потере рыбохозяйственной ценности как всего водоема, так и его части.
ПДК вр обычно являются более жесткими, чем ПДК в (см. таблицу 4). Подчеркнем, что речь идет, прежде всего, о рыбном хозяйстве как таковом и о защите потребностей человека, хотя определенные принципы охраны водных экосистем, по всей вероятности, также учитывались при установлении этих нормативов. Впрочем, то, что они установлены для России (в прошлом - для СССР) в целом, а, следовательно, никак не учитывают особенностей физико-географических зон, биогеохимических провинций, гидрологического режима и многого другого, свидетельствует в пользу приоритета хозяйственных интересов.
Таблица 4
Соотношение различных ПДК в воде для некоторых веществ__________________
Уровень загрязненности и класс качества водных объектов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей (см.
Таблицу 5).
Таблица 5
Классификация качества воды по микробиологическим показателям
Следует отметить, что сами по себе интегральные показатели еще не характеризуют уровень антропогенной нагрузки. Высокие значения ИЗВ могут быть обусловлены природными особенностями водосбора - например, наличием подзолистых почв и торфяников, которые обуславливают высокое содержание в воде органических веществ (идентифицируемых некоторыми методами исследования как нефтепродукты), высокое природное содержание меди, железа, марганца, низкие значения концентрации растворенного кислорода. В этом случае даже реки с весьма незначительной антропогенной нагрузкой будут отнесены к категориям «чрезвычайно грязные» и «грязные» по индексам загрязнения воды. Так, например, в государственных отчетах характеризуется река Пра, бассейн которой почти полностью лежит в границах охраняемых природных территорий национальных парков «Мещера» и «Мещерский». Антропогенная нагрузка на реку незначительна, а отдельные участки реки даже включены в список водно-болотных угодий, имеющих международное значение как местообитания редких видов водных растений.
Поэтому следует с известной осторожностью относиться к оценкам реальной антропогенной нагрузки по тем показателям, которые основаны на использовании системы ПДК. Эти показатели целесообразно применять для оценки тенденций изменения по времени или при сравнении различных участков одного водного объекта. Оценку состояния водоема необходимо осуществлять с привязкой к естественному историческому фону. Это означает, что при нормировании показателей качества водных объектов следует устанавливать, когда это возможно, исторические нормы - типичные для всего периода документированных наблюдений интервалы значений исследуемых параметров. При этом вполне вероятно, что в зависимости от масштабов и ландшафтного разнообразия водосбора нормирование таких показателей придется осуществлять отдельно для различных участков. Также при установлении региональных норм необходимо учитывать особенности различных фаз гидрологического режима (половодья, межени, паводков); различные по водности годы (многоводные, средние по водности и маловодные); суточные изменения химического состава воды.
Глубина поиска для установления исторических коридоров значений показателей может составить около 50 лет, так как первые из доступных кадастровых данных химического состава вод относятся к 50-м годам прошлого века. Кроме того, выборочно доступны данные и более раннего периода: ведение государственного водного кадастра в отношении поверхностных вод суши в нашей стране стали осуществлять в 30-е годы XX века, а уже в конце 19-го века стали появляться единичные гидрологические, гидрохимические и гидробиологические описания для некоторых водных объектов. В качестве примера можно привести Труды Косинской биологической станции Московского общества испытателей природы с описанием озер Мещерской низменности, Известия императорского Русского географического общества, содержащие информацию об озерах и болотах Московской и Владимирской губерний.
Выделяют три группы показателей, определяющих качество воды
характеризующие характеризующие
органолептические характеризующие эпидемическую
свойства химический состав безопасность воды
Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от ее назначения. Они устанавливаются требованиями СанПиНов ГОСТов, ОСТов, и постоянно корректируются.
Несмотря на различные величины параметров для каждого вида воды (питьевая, в водоемах зон рекреации, в рыбохозяйственных водоемах, в сточных водах и др.), основные требования можно объединить в группы, соответствующие группам показателей качества воды:
1. К основным физико-химическим показателям, определяющим органолептические свойства воды, относят привкус, запах, мутность, цветность, а также ПДК компонентов, которые ухудшают органолептические свойства воды. Привкус, запах, цветность определяются по специальным шкалам. Для питьевой воды, к примеру, эти показатели «на глаз» не должны ощущаться. Мутность для той же воды – не более 1,5 мг/л (для сравнения: мутность речной воды в реке Сыр-Дарья достигает 1500 мг/л, в реке Дон – до 50 мг/л). Перечень веществ, влияющих на органолептические свойства воды, постоянно расширяется. В настоящее время к нему относят железо, марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор и другие вещества. Так, для питьевой воды сухой остаток – не более 1000 мг/л, хлориды – 350 мг/л, железо – 0,3 мг/л, цинк – 5 мг/л, общая жесткость –7 мг-экв/л и др.
2. Органолептические свойства воды во многом связаны с ее кислотностью или щелочностью. Степень кислотности (или щелочности) должна быть не слишком велика, т.е. реакция воды – близка к нейтральной. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой воды, он должен лежать в пределах от 6 до 9 (по стандарту 1973 г требования были даже жестче – от 6,5 до 8,5).
Химическое разъяснение:
Водородный показатель (рН) характеризует степень диссоциации воды на ионы и, соотношение между которыми определяет кислотность щелочность или нейтральность воды (слабого электролита). Концентрация ионов водорода определяет кислотность, а - щелочность среды. Чаще всего концентрация оценивается в грамм - ионах на 1 литр воды. При концентрации ионов водорода в 10 г-ионов/л раствор нейтральный (т.е. содержит столько же грамм-ионов). Если же ионов водорода больше чем 10, то среда кислая. При меньших концентрациях ионов водорода среда щелочная. Водородный показатель степени величины концентрации Н+ взятый со знаком плюс. Более строгое определение: это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, т.е. рН=IgH+. Для ориентации: рН лимонного сока 2-3, уксуса столового 2 ,4-3,3, кислого виноградного вина до 3,5; очень кислых атмосферных осадков 2-2,1, нормальных 5,6.
3. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется косвенными показателями: количеством микробов в 1 мл воды (общее микробное число для питьевой воды – до 100), и содержанием бактерий группы кишечной палочки (палочек Колли) в одном литре. Последний параметр называется Колли-индекс (для питьевой воды в водопроводе – до 3; в водоемах зон рекреации – до 10000). Величина, обратная Колли-индексу, называется Колли-титр (для питья – не менее 300 мл на одну палочку).
4. Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий перечень как неорганических, так и органических компонентов, к которым относятся алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бензопирен и др. Для питьевой воды, например, содержание в мг/л должно быть не более: бериллия – 0,0002; свинца – 0,05; ртути – 0,001 и т.д. Причем при обнаружении в воде нескольких веществ однонаправленного действия их концентрация (С) проверяется по ПДКi и суммируется так же, как и для воздуха при определении ПДВi.
6. Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для органических примесей в одном литре воды. Чем больше требуется кислорода, тем грязнее вода. Применяются два показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время – БПК (БПК5 – за 5 суток, БПК20 – за 20 суток) и химическая потребность в кислороде – ХПК – более полная оценка загрязнения, при определении которой вовлекаются в реакцию даже трудно окисляемые органические вещества. Величины БПК и ХПК особенно важно учитывать для сточных вод. Если БПК/ХПК меньше 0,5, то сточные воды считаются перенасыщенными, трудно окисляемыми (а значит и трудно удаляемыми) соединениями. По международным стандартам 1982 г, при ХПК 100 мг/л вода считается чрезвычайно загрязненной.
Качество воды, во многом зависящее от количества растворенного в ней кислорода, можно оценить двояко: по насыщению воды кислородом в процентах от максимально возможного при данной температуре и по содержанию кислорода в одном литре. По международным стандартам 1982 г вода высокого качества должна иметь эти величины не менее 60 % и 4 мг/л соответственно. Во многих стандартах последних лет этот параметр не оговаривался, так как при норме параметров предыдущих пяти групп кислородные показатели выполняются практически всегда .
Существует два подхода к оценке качества воды: водохозяйственный иэкологический . Водохозяйственный подход оценивает качество воды, вовлекаемой в хозяйственный оборот водопользователями.
1) жилищно-коммунальная, включает хозяйственно – питьевую и культурно – бытовую (водоемы в черте города, вода для купания, спортивные нужды);
2) рыбохозяйственная;
3) промышленная;
4) сельскохозяйственная;
5) рекреационное использование прибрежных зон.
Наиболее строгие требования к качеству воды предъявляются к 1 и 2 категориям водопользования. Менее жесткие требования – к сельскохозяйственной и промышленной категориям водопользования.
Основными показателями качества воды, нормирующими содержание вредных веществ, являются предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимый сброс (ПДС) а также лимитирующие показатели вредности (ЛПВ).
ПДК – максимальная концентрация вредных веществ в единице объема или массы биологического объекта, при которой примеси не оказывают вредного воздействия на организм человека и других живых организмов и окружающую среду.
ПДС – устанавливает допустимую массу загрязнений, сбрасываемых в водный объем, которая не приводит к превышению соответствующих ПДК в фиксированных точках (створах). ПДС должен соответствовать ПДК в контрольной створе. Контрольный створ устанавливается на водотоках на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования.
ЛПВ – предельные нормы состава и свойств воды, которые должны быть обеспечены при сбросе сточных вод.
Главная цель нормирования качества воды – это предотвращение её вредного воздействия на человеческий организм, т.е. на здоровье населения, качество окружающей среды.
Экологический подход заключается в неразрывной связи качества воды со структурой и функционированием водных биоценозов в процессах самоочищения водной толщи. В настоящее время выделяют 10 классов вод различной чистоты, которым соответствует биологический индекс. Чем выше биологический индекс, тем выше качество воды. Величина индекса зависит от видового разнообразия .
Требованиями СанПиН запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, если технологически этого можно избежать; если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.
Экологический мониторинг состояния окружающей природной среды в Российской Федерации отмечает, что качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям; объемы нормативно очищенных сточных вод, поступающих в поверхностные водоемы, не превышают 10 % от общего объема сточных вод в эти природные объекты.
По отдельным речным объектам ситуация критическая. Около 1/3 населения России используют для питья воду из естественных источников (главным образом из рек) без прохождения ее через очистные сооружения
В целом по России из всего объема сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, более 90 % сбрасывается загрязненными из-за крайне неудовлетворенного технического состояния действующих систем водоснабжения и канализации: 60 % очистных сооружений перегружены, 40 % сооружений эксплуатируются более 25 лет и требуют срочной реконструкции .
Нормирование качества воды
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Нормирование качества воды |
| Рубрика (тематическая категория) | Радио |
Под качеством воды понимают совокупность свойств воды, обусловленных характером содержащихся в ней примесей. Качество природных вод формируется под действием различных факторов: физического, химического, микробиологического характера. В соответствии с этим и состав воды оценивают физическими, химическими и санитарно-биологическими показателями.
К физическим показателям относят температуру, содержание взвешенных веществ, цветность, запахи и привкусы.
Температура поверхностных вод колеблется исходя из времени года, гипсометрической отметки поверхности, климатических характеристик, а также от антропогенного и техногенного влияния на источники и реки. Температура поверхностных вод колеблется в пределах от 0 до 30 0 С. Температура подземных вод обусловлена их приуроченностью к зоне аэрации или термальной зоне, для зоны аэрации температура находится в пределах 8 - 12 0 С.
Прозрачность и мутность воды зависят от наличия взвешенных веществ, их гидравлической крупности, характера происхождения взвешенных веществ.
Цветность и окраску воде придают гуминовые и фульвокислоты, а также растворимые соли.
Привкусы и запахи природных вод обусловлены наличием в воде солей, продуктов жизнедеятельности гидробионтов, процессами, идущими в водоемах после сброса сточных вод и др.
Размещено на реф.рф
Привкусы определяются по пятибалльной шкале с помощью органов чувств - органолептически.
Запахи воде также придают соли и продукты жизнедеятельности гидробионтов. Различают запахи естественного происхождения: землистый, рыбный, болотный, гнилостный, тинистый, ароматический, сероводородный и т.п. Запахи искусственного происхождения: хлорный, камфорный, аптечный, фенольный, хлорфенольный, нефтепродуктов и т.п.
Интенсивность запахов определяют органолептически при температуре 20 и 60 0 С и оценивают их по пятибалльной шкале: 0 - нет, 1 - очень слабый, 2 - слабый, 3 - заметный, 4 - отчетливый, 5 - очень сильный.
Взвешенные и растворенные вещества при их выделении различными методами дают общий, сухой и прокаленный остаток. Общий остаток образуется при высушивании навески воды при температуре 105 - 110 0 С без предварительной фильтрации. Остаток, образовавшийся при высушивании воды после предварительной фильтрации носит название сухого остатка и характеризует наличие растворенных в воде солей и их массу. В растворенных соединениях бывают вещества органического характера, которые при прокаливании остатка при температуре 800 0 С улетучиваются и в итоге остаются вещества неорганического характера - прокаленный остаток. Прокаленный остаток характеризует солесодержание воды. Таким образом общий остаток является суммой солесодержания воды, органических растворенных веществ и плавающих примесей, в основном, неорганического характера.
Химический состав воды характеризуется: ионным составом, жесткостью, щелочностью, окисляемостью, активной концентрацией водородных ионов (рН), сухим остатком, общим солесодержанием, содержанием растворенного кислорода, углекислого и др.
Размещено на реф.рф
газов.
Ионный состав. В составе химических соединений, растворенных в воде, некоторые компоненты присутствуют в значительных количествах, другие в менее. Компоненты, постоянно и в значительных количествах содержащиеся в водных растворах, носят название макрокомпонентов. Это анионы: Cl - , SO 4 2- , HCO 3 - , CO 3 2- ; Na + , катионы: K + , Ca 2+ , Mg 2+ . Макрокомпоненты (десятки и сотни мг/л) составляют основу солесодержания поверхностных и подземных вод, их определение обязательно при выполнении любого анализа воды.
Компоненты, присутствующие в меньших количествах - мезокомпоненты, также обязательны при выполнении анализов воды, особенно при анализе подземных вод, т.к. часто характеризуют природу их происхождения. Это: NH 4 + , Fe 2+ , Fe 3+ , NO 2 - , NO 3 - , PO 4 3- . Компоненты, содержащиеся в количествах до сотен мкг/л - микрокомпоненты и в их числе почти все металлы и неметаллы таблицы Д.И. Менделеева.
Форма представления концентраций ионов в мг/л или мг-экв/л. Последнее предпочтительнее, т.к. позволяет определить правильность результатов анализа.
Минерализация - суммарная масса растворенных твердых минеральных веществ (мг/л) определяется суммированием данных анализа и должна хорошо коррелировать со значениями сухого остатка. При сбросе неочищенных сточных вод могут наблюдаться резкие изменения минерализации с последующим разбавлением.
Щелочность воды (мг-экв/л) определяется суммой содержащихся в воде ионов слабых кислот: угольной, органических. Различают бикарбонатную, карбонатную и гидратную щелочность, между которыми в растворе устанавливается определенное равновесие.
Жесткость воды (мг-экв/л) обусловлена наличием солей кальция и магния. Различают карбонатную, устранимую, неустранимую жесткость. Карбонатная жесткость представлена суммой ионов НСО 3 - и СО 3 2- . При кипячении воды (1 ч) бикарбонаты разрушаются и превращаются в карбонаты. Разность между содержанием соединений кальция и магния до и после кипячения есть устранимая жесткость. Неустранимая и некарбонатная жесткость обусловлена наличием сульфатных (преимущественно) солей кальция, магния и определяется по разности между общей жесткостью и карбонатной.
По величине жесткости различают: очень мягкие воды (жесткость до 1,5 ммоль/л), мягкие (1,5 - 3), умеренно жесткие (3 - 5,4), жесткие (5,4 - 10,7) и очень жесткие (более 10,7 ммоль/л). Воды, поступающие в водопровод ᴦ. Тулы и некоторых городов области отмечаются как очень жесткие (20 и более ммоль/л).
Макрокомпоненты в природных водах далеко не всегда находятся в равновесии, в результате развивается так называемая агрессивность вод. Различают углекислотную, сульфатную, выщелачивания, общекислотную и др.
Размещено на реф.рф
При наличии избыточной концентрации, к примеру угольной кислоты по отношению к свободному углекислому газу, развивается углекислотная агрессивность, которая приводит к тому, что вода, действуя на минералы или строительные конструкции, разрушает карбонаты.
Качество воды нормируется для хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования. Для этого применяется санитарно-гигиеническое и рыбохозяйственное нормирование. Санитарно-гигиеническое нормирование применяется для того, чтобы обеспечить надлежащее качество воды в контролируемом створе и предполагает оценку воды в водных объектах по нескольким показателям: санитарно-гигиеническим, санитарно-токсикологическим, общесанитарным, органолептическим. Кроме общесанитарных показателей применяются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, объединенных в группы по лимитирующим признакам вредности (ЛПВ). Предельно допустимые концентрации установлены более, чем для 900 ингредиентов, их значения даются в специальных справочниках.
На промышленных предприятиях значительная часть воды (на отдельных производствах до 70-90%) расходуется на охлаждение продуктов в теплообменных аппаратах (вода практически не загрязняется, а лишь нагревается). Вместе с тем, вода используется: для транспортирования и поглощения растворенных или нерастворенных (минеральных и органических) примесей; в качестве растворителя реагентов; в качестве среды, где происходят физико-химические реакции; для промывки промежуточной и готовой продукции (вода загрязняется продуктами, с которыми она соприкасается).
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, вода на промышленных предприятиях используется, как правило, для вспомогательных целей и в состав продукции входит лишь в некоторых технологических процессах и сравнительно в небольших количествах. Физико-химические показатели состава сточных вод отдельных производств (табл.1) свидетельствуют о широком диапазоне колебаний состава этих вод, что вызывает крайне важно сть тщательного обоснования выбора оптимального метода очистки для каждого вида вод.
Таблица 1
Физико-химические показатели состава сточных вод
некоторых промышленных предприятий
| Показатель | Метал-лургиче- ский комбинат | Фабрика ПОШ | Гидролизный завод | Спиртово-крахмаль-ный завод | Красиль-но-отделоч-ная фабрика | |
| Содержание, мг/л: | ||||||
| плотного остатка | 33 500 | 8 600 | 1 400 | 1 200 | ||
| взвешенных веществ | 28 000 | |||||
| азота аммонийного | – | |||||
| фосфатов | – | – | ||||
| нефтепродуктов | – | – | – | – | ||
| жиров | – | 7 800 | – | – | – | |
| ПАВ | – | – | – | – | ||
| фурфурола | – | – | – | – | ||
| Интенсивность окраски | – | – | – | – | 1:150 | |
| по разбавлению | ||||||
| БПК 5 , мг/л | – | 6 300 | 2 400 | |||
| БПК полн, мг/л | – | 17 800 | 3 300 | |||
| ХПК, мг/л | 44 000 | 4 900 | ||||
| рН | 9,5 | 5,5 | 7,2 | |||
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, вода на промышленных предприятиях используется, как правило, для вспомогательных целей и в состав продукции входит лишь в некоторых технологических процессах и сравнительно в небольших количествах.
Нормативные показатели качества природных вод разработаны для двух видов водопользования: а) хозяйственно-питьевого и культурно-бытового; б) рыбохозяйственного.
Основное нормативное требование к качеству воды водных объектов состоит в соблюдении установленных предельно допустимых концентраций (ПДК).
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) - ϶ᴛᴏ 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 водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - ϶ᴛᴏ концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых .
ПДКвр представляет собой норматив качества воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей; прежде всего, к этой группе относятся водные объекты по сохранению и воспроизводству ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, введение ПДКвр можно считать определенным шагом на пути экологического нормирования состояния водной среды, учитывающего не только интересы человеческой деятельности, но и в некоторой степени предполагающего ограничение воздействия на гидробионтов (условия, приемлемые для чувствительных промысловых рыб, как правило, благоприятны и для всего биоценоза).
Основным нормативом сбросов загрязняющих веществ, установленным в России, является предельно допустимый сброс (ПДС) – 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. ПДС – предел по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей – устанавливается с учетом предельно допустимых концентраций веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей способности водного объекта͵ перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды .
ПДС устанавливаются для каждого источника загрязнения и каждого вида примеси с учетом их комбинированного действия. В корне определения ПДС (по аналогии с ПДВ) лежит методика расчета концентраций загрязняющих веществ, создаваемых источником, в контрольных пунктах – расчетных створах – с учетом разбавления, вклада других источников, перспектив развития (проектируемые источники) и т.д.
Общий принцип установления ПДС – величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных и рыбохозяйственных) при наихудших условиях для разбавления в водном объекте.
В случае, в случае если значение ПДС по объективным причинам не бывают достигнуты, для таких предприятий устанавливаются временно согласованные сборы вредных веществ (ВСС) и вводится поэтапное снижение показателей сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДС.
Расчеты по распределению крайне важно й степени очистки сточных вод, спускаемых в водоем, производят по следующим параметрам:
потребление сточными водами растворенного кислорода;
биохимическая потребность в кислороде (БПК);
реакция воды (pH) и др.
Размещено на реф.рф
(см. Табл.2).
Таблица 2
Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей
| Показатели | I категория | II категория |
| хозяйственно-питьевое | культурно-бытовое | |
| Взвешенные вещества Плавающие примеси Запахи и привкусы Окраска Температура рН Минерализация воды Растворенный кислород БПК полн Возбудители заболеваний Ядовитые вещества | По сравнению с природными условиями содержание взвешенных веществ не должно увеличиться при сбросе сточных вод больше, чем на 0,25 мг/л 0,75 мг/л Для водоемов и водотоков, содержащих в межень более 30 мг/л природных взвешенных веществ, допускается увеличение до 5% Взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для водотоков и более 0,2 мм/c для водохранилищ к спуску запрещаются На поверхности воды не должно быть пленок нефтепродуктов и скоплений других примесей Интенсивность более 2 баллов не допускается Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу рыб Не должна обнаруживаться в столбике воды 20 см 10 см Летняя температура в результате спуска сточных вод не должна повышаться более, чем на 3 0 С по сравнению со среднемесячной температурой воды в самый жаркий месяц за последние 10 лет Не должен выходить за пределы 6,5 - 8,5 Не должна превышать Нормируется по по сухому остатку приведенному 1000 мг/л, в том выше показателю числе хлоридов привкусы 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л Не менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной до 12 ч дня При 20 0 С не должно превышать: 3 мг/л 6 мг/л Не допускаются Не должны содержаться в концентрациях, оказывающих прямо или косвенно вредное влияние на здоровье людей |
Нормативы качества водных объектов, предназначенных для рыбохозяйственного использования устанавливаются применительно к двум категориям: водные объекты предназначены для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих особой чувствительностью к кислороду - I категория; водные объекты предназначены для других рыбохозяйственных целей - II категoрия.
При оценке содержания вредных веществ учитывается наличие веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). В случае присутствия в воде веществ с одинаковым ЛПВ, допустимая концентрация определяется из условия, что сумма относительных концентраций не должна превышать единицу:
где C 1,…,C n - концентрации ингредиентов, относящихся к одному ЛПВ;
ПДК 1 ПДК n - предельно допустимые концентрации этих веществ.
Нормирование качества воды - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Нормирование качества воды" 2017, 2018.
Нормативы качества воды приведены в Санитарных правилах и нормах охраны поверхностных вод от загрязнения (СанПиН 4630-88) и Правилах охраны поверхностных вод (1991 г.). Нормы даны для воды хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования. В них использовано 5 групп показателей - органолептические, общесанитарные, санитарно-токсикологические, токсикологические и рыбохозяйственные. Последние 2 группы применяются только в местах рыбохозяйственного водопользования. С конкретными показателями каждой из групп студенты знакомятся при выполнении лабораторных работ .
С помощью органолептических показателей оценивают вещест-
ва, изменяющие цвет, запах и вкус воды, а общесанитарных показателей - вещества и свойства воды, влияющие на скорость протекания процессов самоочищения. Санитарно-токсикологические показатели характеризуют содержание ядовитых для человека 3В, а токсикологические - то же, но только для рыб. И, наконец, рыбохозяйственные показатели применяют для таких свойств водной среды, к которым рыбы чувствительны больше, чем человек (например, к повышенным температурам).
Санитарно-токсикологические и токсикологические показатели представляют собой ПДК нескольких сот 3В, ядовитых соответственно для человека и рыб. Следовательно, установлено два вида ПДК веществ в воде: гигиенический (для 1630 веществ) и рыбохозяйственный (для 704 веществ.). Их утверждают соответственно Госкомсанэпидемнадзор РФ и Роскомрыболовство.
Гигиенический ПДК вещества в воде - это максимальная концентрация индивидуального ЗВ в воде, выше которой вода не пригодна для установленного вида водопользования. При концентрациях равной или меньше ПДК вода остается такой же безвредной для всего живого, как и вода, в которой отсутствует данное вещество. Гигиенические ПДК веществ в воде базируется на подпороговых концентрациях 3В, при которых не наблюдается сколько-нибудь заметного изменения функционального состояния организма человека, определяемого современными методами. Рыбохо-зяйственные ПДК веществ в воде - эти такие максимальные концентраций веществ в воде, которые не вызывают гибели рыб и их кормовых организмов, не ухудшают товарных качеств рыбы, не обуславливают постепенную замену одних (более ценных) на другие (менее ценные) породы рыб и их кормовых организмов, т.е. не ухудшают рыбохозяйственной ценности водного объекта.
При отсутствии ПДК для 3В, содержащихся в воде, на стадии предупредительного контроле устанавливаются Госкосанэпидемнадзором РФ ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) содержания этих веществ в воде (пока для 116 веществ), разработанные на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности.
Оценка качества питьевой воды для каждого 3В или свойства ведется последовательно по всем группам показателей, т.е. вначале идет органолептическая оценка, потом проверяются общесанитарные характеристики и в конце - санитарно-токсикологические. Для каждого 3В определяются три разных ПДК, наименьшее из которых называется лимитирующим показателем вредности - ЛПВ. Например, для фенола ЛПВ будет органолептическим, так как фенол делает воду непригодной для питья из-за изменения ее вкуса и запаха при таком содержании, которое не представляет опасности для здоровья человека. Для цинка ЛПВ - общесанитарный, а для свинца, мышьяка и ртути - санитарно-токсикологический.
При одновременном использовании водоема в рыбохозяйственных целях и в качестве источника хозяйственно-питьевого водопользования выбор ЛПВ идет по всем 5 группам показателей. При этом ПДК для ряда 3В в случае хозяйственно-питьевого водопользования выше, чем для рыбохозяйственного. Соответственно ЛПВ для таких веществ будет токсикологическим, а не санитарно-токсикологическим. Примеры ЛПВ и ПДК некоторых 3В представлены в табл. 5.5.
Таблица 5.5. ЛПВ и ПДК некоторых веществ для различных видов водопользования
При наличии в воде нескольких ЗВ с одинаковыми ЛПВ их совместное действие учитывается по правилу
где – концентрация вещества в воде, мг/л.
Санитарные требования к питьевой воде следующие: выраженность запахов и привкусов не должна превышать 2 баллов; на воде не должно быть каких-либо пленок и пятен масла; ее температура не должна превышать среднемесячную температура самого жаркого месяца за последние 10 лет более чем на 3 С; допустимый диапазон pН 6,5...7,5; содержание свободного , в пробе, взятой в 12 ч, не менее 4 мг/л, БПКпол - 3 мг/л, ХПК - 1,5 мг/л. Недостатком приведенной системы нормирования является необходимость одновременного учета большого числа частных показателей. Поэтому во всем мире идут интенсивные поиски интегральных показателей качества воды и ее загрязненности. Наиболее перспективными из них представляется абсолютный показатель общей нагрузки, который рассчитывается только для консервативных, т.е. не распадающихся в процессе самоочищения веществ.
Кроме того, правилами охраны поверхностных вод установлен технический норматив для водопользователя. Им является предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ в водный объект с СВ.
ПДС - это масса вещества в СВ, максимально допустимая к отведении с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контролируемом створе (см. ниже) или неухудшения сформировавшегося качества воды, если оно не хуже нормативного. Он устанавливается для каждого сброса СВ и каждого контролируемого ЗВ в этом сбросе на основе расчета. При этом учитывают фоновые концентрации контролируемых 3В, категории водопользования, нормы качества воды в водном объекте, его ассимилирующие способности и оптимальное распределение между водопользователями массы ЗВ, сбрасываемых с СВ. Поэтому такой расчет, как правило, проводят одновременно для всех водопотребителей речного бассейна или водохозяйственного участка с рассмотрением взаимного влияния выпусков СВ при максимальных (среднечасовых) их расходах за фактический отрезок времени.
Действующие предприятия-водопользователи, сбрасывающие СВ с превышением установленных ПДС, обязаны разрабатывать и согласовывать с местными органами власти (администрация города или района) и Госкомэкологией РФ (Тверьоблкомприрода 5 планы мероприятий по достижении в нормативные сроки ПДС, обеспечение в полном объеме финансовыми я материально-техническими ресурсами. На период реализации этих планов предприятиям выдаются Тверьоблкомприродой временные разрешения, в которых указываются лимиты сброса 3В, временно согласованный сброс (ВСС) веществ со стоками. Лимиты, ВСС (предельная масса ЗВ на год) устанавливаются по наилучшим результатам, которые могут быть достигнуты на данном предприятии при наличии и эффективной работе существующих систем оборотного водоснабжения (см. ниже), очистных и других водоохранных сооружений. Они периодически пересматриваются Тверьоблкомприродой в сторону уменьшения по мере выполнения отдельных этапов плана водоохранных мероприятий в нормативные сроки. При невыполнении плановых объемов работ или превышение лимитов, ВСС веществ с СВ к предприятию и
его должностным лицам применяются соответствующие санкции (см. подраздел 6.4 и раздел 7).
