Калинин В.М. Экологическая гидрология

Подождите немного. Документ загружается.

На гидрохимическом и гидробиологическом режиме водных

объектов в значительной мере отражается влияние тепловых и

атомных электростанций. Такое «тепловое загрязнение» нарушает

протекание естественных гидрохимических процессов, часто вызывает

евтрофирование водоемов, изменяет в них биотический круговорот.

Исследования показывают, что в летний период изменения

температуры воды озер и водохранилищ приводят к следующим

воздействиям на биоценоз:

- при температуре до 26°С не наблюдается вредного воздействия;

- при температуре 26° - 30°С наступает состояние угнетения

жизнедеятельности рыб и беспозвоночных в зависимости от местных

лимнологических условии водоема;

- при температуре 30° - 34°С наблюдается вредное воздействие

на биоценоз, причем степень этого воздействия также зависит от

лимнологических характеристик водоема;

- при температуре более 34°С возникают летальные условия для

рыб и некоторых видов организмов.

В России установлены предельные нормы повышения

температуры водоемов в результате сброса теплых вод. Эта

температура не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению с

максимальной температурой водоема в летнее время (для водоемов

питьевого и культурного водопользования) и более чем на 3°С в

летний и 5°С в зимний периоды для водоемов рыбохозяйственного

значения.

Кроме названных основных источников поступления загрязняющих

веществ в водные объекты, следует указать такие, как городские

ливневые стоки, утечки и потери нефтепродуктов и химикатов при

транспортировке, воды шахт, рудников и другие.

Несколько обособленно от указанных видов загрязнения

находится радиоактивное загрязнение водных объектов.

Особенностью этого загрязнения является то, что радиоактивное

излучение является следствием внутриядерных процессов, оно н е

зависит от природных физических и химических условий и не может

быть устранено ни на каких очистных сооружениях.

Радиоактивные загрязнения могут быть вызваны наличием в

водной среде радиоактивных элементов естественного или

искусственного происхождения. Наибольшую опасность представляют

осколки деления тяжелых ядер, образующиеся при ядерных взрывах и

в атомных реакторах. При расщеплении тяжелых ядер ( U

235

, U

233

, U

239

и др.) образуется до 200 изотопов различных радиоактивных и

нерадиоактивных элементов. Наиболее опасными являются

долгоживущие изотопы, такие как Sr

и Cs

137

с периодами

полураспада соответственно 29 лет и 33 года.

Так, по данным Ю. А. Израэля (1996), вследствие аварии на

Чернобыльской АЭС в апреле 1986г. произошло радиоактивное

загрязнение воды в результате выпадения аэрозолей из струи,

распространявшейся из зоны АЭС.

Радиоактивные продукты осаждались на поверхность водоемов в

основном в первые дни после аварии, а в последующий период

вследствие смыва их дождевыми осадками с загрязненных

водосборов.

Природная радиоактивность воды объясняется наличием в ней

рассеянных элементов - радия, урана, тория, радона и продуктов их

распада, а также изотопом К

, который содержится в естественном

калии в количестве 0,0119 %.

Радиоактивные элементы имеют способность адсорбироваться

взвешенными веществами, находящимися в воде. Последние, оседая,

вызывают радиоактивное загрязнение донных отложений.

Повышенной радиоактивностью характеризуются также поверхностная

пленка в застойных местах, пена, образующаяся при ветровых

волнениях или переливе воды через плотины, некоторые

биологические объекты. Поэтому при изучении водоемов на

возможное радиоактивное загрязнение нужно отбирать пробы не

только воды, но и донных отложений, поверхностной пленки и пены,

водной растительности и животных.

4.3 Нормирование качества воды водотоков и водоемов.

В России нормирование водопользования выполняется в

соответствии с рядом нормативных документов. Это Водный кодекс

Российской Федерации (2007), Гигиенические требования к охране

поверхностных вод: СанПиН 2.1.5.980-00 (2000), Перечень

рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимые концентрации

(ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ)

вредных веществ для воды водных объектов, имеющих

рыбохозяйственное значение (1999). Перечень предельно допустимых

концентраций (ПДК) химических веществ в воде водных объектов

хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (2003)

Нормирование качества воды состоит в установленных для

водного объекта совокупности допустимых значений показателей еѐ

свойства и состава, в пределах которых надежно обеспечивается

здоровье населения, благоприятные условия водопользования и

экологическое благополучие водного объекта. Указанными

документами устанавливаются нормы качества воды водоемов и

водотоков для условий питьевого, хозяйственно-бытового,

рекреационного и рыбохозяйственного водопользования.

К питьевому и хозяйственно-бытовому водопользованию

относится использование водных объектов в качестве источников

водоснабжения, а так же для водоснабжения предприятий пищевой

промышленности.

К рекреационному водопользованию относится использование

водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Требования к качеству воды, установленные для рекреационного

водопользования, распространяются на все участки водных объектов,

находящихся в черте населенных мест, независимо от вида их

использования.

К рыбохозяйственому водопользованию относится использование

водных объектов для добычи, обитания, размножения и миграции рыб

и других водных организмов.

Выделяются три категории рыбохозяйственных объектов:

- к высшей категории относятся места расположения

нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов

рыб и других промысловых водных организмов, а так же зоны

искусственного разведения рыб, животных и растений;

- к первой категории относятся водные объекты, используемые

для воспроизводства ценных пород рыб, обладающих высокой

чувствительностью к содержанию кислорода;

- ко второй категории относятся водные объекты, используемые

для других водохозяйственных целей.

Нормы качества воды включают:

- общие требования к составу и свойствам воды водотоков и

водоемов для различных видов водопользования (таблицы 4.1, 4.2);

- перечень предельно допустимых концентраций (ПДК)

нормируемых веществ в воде (таблицы 4.3, 4.4).

В графе 1 таблицы 4.3 приведен порядковый номер вещества в

перечне ПДК, который насчитывает 1356 позиций. Графа 2 содерж ит

название вещества в соответствии с правилами Международного

союза теоретической и прикладной химии. В графе 3 указан номер

вещества по реестру CAS (Chemical Abstracts Service) – химической

реферативной службы. Графа 4 содержит химическую формулу

вещества. В графе 5 приведено значение ПДК (мг/л). Графа 6

лимитирующий показатель вредности; при этом с. -т. – это санитарно-

токсилогический, общ. – общесанитарный; орг.- органолептический с

расшифровкой характера изменения органолептических свойств воды

(зап.- изменяет запах воды;

Таблица 4.1

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов питьевого,

хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования

№

Показатели

Категория водопользования

Питьевое и хоз.-

бытовое.

Рекреационное

Взвешенные вещества

При сбросе сточных вод, производстве работ

на водном объекте содержание взвешенных

веществ в контрольном створе не должно

увеличиваться по сравнению с естественным

состоянием на

0,25 мг/дм

0,75 мг/дм

Плавающие примеси

На поверхности воды не должны

обнаруживаться плѐнки нефтепродуктов,

масел, жиров и скопления других примесей

Окраска

Не должна обнаруживаться в столбике

20 см

10 см

Температура

Летняя температура воды в результате сброса

сточных вод не должна повышать более, чем

на 3º по сравнению со среднемесячной

температурой воды самого жаркого месяца за

последние 10 лет

Водородный показатель (pH)

Не должен выходить за пределы 6,5 - 8,5

Минерализация воды

Не более 1000 мг/дм

, в т.ч.:

хлоридов 350 мг/дм

сульфатов 500 мг/дм

Растворенный кислород

Не доложен быть менее 4 мг/дм

в любой

период года, в пробе, отобранной до 12 часов

дня

Биохимическое потребление

кислорода (БПК

)

Не должно превышать при температуре 20ºС

2 мг/дм

4 мг/дм

Химическое потребление

кислорода (ХПК)

Не должно превышать

15 мг/дм

30 мг/дм

Химические вещества

Не должны содержаться в концентрациях

выше ПДК и ОДУ

Возбудители кишечных

инфекций

Вода не должна содержать возбудителей

кишечных инфекций

Яйца гельминтов

Не должны содержаться в 25 л воды

Термотолерантные

колиформные бактерии

Не более 100 шт на 100 мл

Общие колиформные

бактерии

Не более 1000 шт на 100 мл

Колифаги

Не более 10 шт на 100 мл

Таблица 4.2

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов,

используемых в рыбохозяйственных целях

№

Показатели

Категория водопользования

Высшая и первая

Вторая

Взвешенные вещества

При сбросе сточных вод, производстве работ на

водном объекте содержание взвешенных веществ

в контрольном створе не должно увеличиваться по

сравнению с естественным состоянием на

0,25 мг/дм

0,75 мг/дм

Плавающие примеси

На поверхности воды не должны обнаруживаться

плѐнки нефтепродуктов, масел, жиров и скопления

других примесей

Окраска, запахи и привкусы

Вода не должна содержать посторонних запахов,

привкусов, окраски и сообщать их мясу рыб

Температура

Температура воды не должна повышаться по

сравнению с естественной температурой водного

объекта более чем на 5°С с общим повышением

температуры не более чем до 20°С летом и 5°С

зимой для водных объектов, где обитают

холодолюбивые рыбы(лососевые, сиговые) и не

более, чем до 28°С летом и 8°С зимой в остальных

случаях.

Водородн. показатель (pH)

Должен быть в пределах 6,5 - 8,5

Минерализация воды

Нормируется согласно таксации

рыбохозяйственных водных объектов

Растворенный кислород

В зимний подледный период не должен быть

менее

6 мг/дм

4 мг/дм

В летний период во всех водных объектах должен

быть не менее 6 мг/дм

Биохимическое потребление

кислорода (БПК

полн

)

Не должно превышать при температуре 20ºС

3 мг/дм

Если в зимний период содержание растворенного

кислорода в объектах высшей и первой категории

снижается до 6 мг/дм

, а второй до 4 мг/дм

, то

допускается сброс таких сточных вод, которые не

изменяют БПК

Химические вещества

Не должны содержаться в концентрациях выше

ПДК и ОДУ

Токсичность воды

Сточная вода на выпуске в водный объект не

должна оказывать острого токсичного воздействия

на тест-объекты, а в контрольном створе

хронического воздействия

Таблица 4.3

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических

веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого

и культурно-бытового водопользования

(Перечень введен в действие 15.06.2003)

№

п/п

Наименование вещества

№ CAS

Формула

Величина

ПДК,

мг/л

Лимити-

рующий

показат.

вреднос.

Кл.

опас-

ности

103

Аммиак и аммоний-ион (по азоту)

7664-41-7

1,5

Орг.зап

125

Бенз(а)пирен

50-32-8

0,000001

к)

с.т.

249

Гидроксибензол (фенол)

108-95-2

0,001

Орг.зап

555

Железо по Fe

0,3

в)

Орг.окр

865

Нефть

8002-95-2

0,3

Орг.пл.

окр.- влияет на окраску; пен.- вызывает образование пены, пл.-

образует пленку на поверхности воды; привк.- придает воде привкус).

В 7-й графе указаны класс опасности вещества:

1 класс – чрезвычайно опасные;

2 – высокоопасные;

3 - опасные;

4 – умеренно опасные.

В основу классификации положены показатели, характеризующие

различную степень опасности для человека химических соединений,

загрязняющих воду, в зависимости от токсичности, кумулятивности,

способности вызывать отдаленные эффекты.

Вещества Перечня могут иметь верхний индекс. Расшифровка

индекса дается в конце Перечня. Например, для железа указано

ПДК=0,3

в)

, т.е. индекс равен в). Это означает: для неорганических

соединений, к) – концероген, д) – допускается сброс только при

условии связывания активного хлора, е) – цианиды простые и

комплексные (за исключением цианоферратов) и т.д.

Кроме перечня ПДК имеется перечень ОДУ – ориентировочно

допустимые уровни вещества в воде. Обычно применяются для новых

еще мало известных веществ. Применяются при проектировании

предприятий. Когда предприятие построено и начало работать, ОДУ

должно перерасти в ПДК, т.е. вещество должно быть хорошо

исследовано.

Для всех веществ при рыбохозяйственном водопользовании и для

веществ 1,2 класса опасности при остальном водопользовании их

сумма. Выраженная в ПДК не должна превышать единицы:

1......



ПДК

(4.1)

Нормы качества воды должны выдерживать на участке реки не

менее 1 км выше водопользователя, а на озере в радиусе 1 км от

водопользователя.

Таблица 4.4

Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно

допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни

воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов,

имеющих рыбохозяйственное значение (Приказ Госкомрыболовства от

28.04.1999г.)

№

п.п.

Вещество

ЛПВ

ПДК

Класс

опасности

Метод

анализа

Документ

Аммиак

Токс.

0,05

Электро-

химич. и др.

Перечень

1995 г.

Железо

Токс.

0,1

ИСП

Перечень

1995 г.

Бинз(а)пирен

Нет в перечне

Нефть

Токс.

0,05

Гравимет-

рический

Перечень

1995 г.

Фенолы

Рыб.

хоз.

0,001

ГХ

Перечень

1995 г.

Примечание. ЛПВ – это лимитирующий показатель вредности, ИСП –

метод индуктивного связанной плазмы

Вода должна соответствовать нормативам на расстоянии не

далее чем в 500 м от места сброса сточных вод. Это расстояние

может быть уменьшено природоохранными органами и утверждено

властными структурами. Водный объект или его участок считаются

загрязненными, если в местах водопользования не соблюдаются

нормы качества воды.

4.4. Охрана водных объектов при сбросе сточных вод.

Согласно статье 56 Водного кодекса и разделу 4 СанПиН

2.1.5.980-00 запрещается сбрасывать в водные объекты:

- сточные воды, содержащие вещества, для которых не

установлены ПДК или ОДУ, а так же вещества, для ко торых еще не

разработаны методы анализа;

- сточные воды, которые могут поступить в системы

водоснабжения или использоваться для орошения, если их состав и

свойства не соответствуют необходимым требованиям;

- сточные и дождевые воды с территорий населенных мест ,

промышленных площадок, не прошедших очистку;

- сточные воды, оказывающие токсичное воздействие на живые

организмы;

- сточные воды в пределах первого и второго поясов зон

санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого

водоснабжения, в водные объекты, кот орые используются для

лечебных целей, в местах скопления ценных пород рыб, в водные

объекты, объявленные заповедниками;

- сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных

заболеваний.

Запрещается сброс различных технологических отходов (шлаков и

др.) на поверхность ледового покрова водных объектов, на

поверхность водосбора (или как иногда говорят, на рельеф). Не

допускаются утечки в водные объекты из нефте-и продуктопроводов, а

также сброс мусора, подсланевых , балластных вод, сброс в воду

других веществ с водного транспорта. При проведении строительных,

дноуглубительных и взрывных работ, при добыче полезных

ископаемых, прокладке кабелей, трубопроводов и т.д. должны

соблюдаются нормы и требования вышеприведенных документов.

Указанные работы не допускаются в районах нерестилищ, нагульных

площадей, зимовальных ям и др.

Сброс сточных вод является одним из видов водопользования.

Для каждого водовыпуска устанавливаются нормативы допустимых

сбросов (НДС) веществ, соблюдение которых должно обеспечивать

качество воды в контрольных стоках на уровне или ниже ПДК.

Нормативы допустимых сбросов устанавливаются для каждого

контролируемого вещества с учетом фоновой концентрации,

ассимилирующей способности водного объекта, категории

водопользования и других показателей.

Расчет НДС целесообразно проводить одновременно для всех

водопользователей речного бассейна или водохозяйственного участка

с рассмотрением взаимного влияния выпусков сточных вод.

При установлении НДС за расчетный расход сбрасываемых вод

принимается максимальный среднечасовой за фактический период

сброса сточных вод.

При установлении кратности разбавления сточных вод в

контрольном створе принимаются следующие расчетные условия:

а) для не зарегулированных водотоков – минимальный

среднемесячный расход 95 % обеспеченности;

б) для зарегулированных водотоков – установленный

гарантированный расход (санитарный попуск) ниже плотины;

в) для водоема принимается расчетный уровень 95 %

обеспеченности.

Если действующие предприятие сбрасывает сточные воды с

превышением НДС оно обязано в согласованные с природоохранными

органами сроки провести мероприятия по поэтапному достижению

НДС.

Место выпуска сточных вод населенного пункта должно

находиться ниже его границы. Лишь в исключительных случаях по

согласованию с органами охраны природы допускается расположение

водовыпуска сточных вод в черте населенного пункта.

Если фоновые концентрации, сформировавшиеся в естественных

условиях, без вмешательства человека, не соответствуют настоящим

правилам, то сброс сточных вод не должен приводить к дальнейшему

ухудшению качества воды.

Не допускается проводить в водных объектах и на их берегах

мойку транспортных средств и другие работы, которые могут вызвать

загрязнение водного объекта.

В целях охраны водотоков и водоемов от загрязнения п родуктами

эрозии, биогенными веществами и пестицидами за счет

рассредоточения источников, например с/х полей, создаются

водоохранные зоны, прибрежные полосы и запретные полосы лесов.

Для объектов и сооружений, подверженных аварии

(нефтепроводы, нефтехранилища, накопители сточных вод, нефтяные

скважины и т.д.), должны иметься планы мероприятий по ликвидации

аварий и защите водных объектов от загрязнений.

4.5 Расчет величины НДС отдельных водовыпусков

для водотоков.

В 2007г Министерством природных ресурсов утверждена

«Методика разработки нормативов допустимых сбросов (НДС)

веществ и микроорганизмов в водные объекты для

водопользователей» Согласно этой методике расчет НДС для

отдельных выпусков выполняется по формуле:

НДС

CqНДС





, (4.2)

где q´- максимальный часовой расход сточных вод м

/час; С

НД С

допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м

Здесь необходимо отметить, что расход сточных вод должен

соответствовать принятому к расчету, иначе его уменьшение с

сохранением допустимой концентрации приведет к фактическому ее

увеличению.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном

объекте превышает ПДК, то в сточных водах должно содержание этого

вещества быть меньше или в крайнем случае равно ПДК (стр. 20

Методики)

Если фоновая концентрация меньше ПДК, то расчет С

НД С

, т.е.

предельно допустимой концентрации вещества, производится по

формуле:

НДС

ПДК

СC

eCn 

















(4.3)

где С

НД С

– предельно допустимая концентрация загрязняющего

вещества в сточных водах; С

- фоновая концентрация

загрязняющего вещества выше выпуска сточных вод;



- время

добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут; к

– коэффициент не- консервативности (самоочищения), 1/сут.; n -

кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, которая

определяется по формуле:

n=n

(4.4)