Виды и источники загрязнения водной среды.

Под загрязнением воды понимают такое изменение ее состава и свойств, которое делает воду непригодной для одного или нескольких видов водопользования. Под засорением воды понимается накопление в ней посторонних нерастворимых предметов. Наиболее часто в РФ реки засоряются затонувшими деревьями (0,1...2,6% деловых бревен и 2,5...11% мелкой древесины), которые при гниении меняет физико-химические свойства воды, а потом и ее микрофлору. Затем исчезают ценные породы рыб и, в конечном счете, остаются практически мертвые отравленные реки, дно которых полностью покрыто затонувшим лесом.

В зависимости от характера загрязнений воды различают следующие их виды:

1. Сточные воды (СВ) и другие органические загрязнения, интенсивно поглощающие растворенный в воде . Основными загрязнителями являются предприятия пищевой промышленности, быто­вые стоки населенных пунктов и предприятий, а также животноводческие хозяйства, особенно при их размещении рядом с водными объектами.

2. Носители инфекций, источниками которых обычно являются бытовые стоки, кожевенные и мясные предприятия. Рост таких загрязнений приводит к многочисленным вспышкам желудочно-кишечных инфекций (38 в 1995 г. по РФ).

3. Вещества, являвшиеся субстратом для растений (к ним прежде всего относятся минеральные удобрения, которые смывают­ся паводковыми и ливневыми водами с полей). Они вызывают бурное развитие водной растительности, "цветение" воды, снижение продуктивности рыбных хозяйств и т.п.

4. Органические соли и кислоты, включая пестициды, т.е. химические препараты для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Пестициды попадают в водоемы с полей после их применения, где накапливаются и кон­центрируются в пищевых цепях речных и озерных экосистем.

5. Твердые стоки, приносимые паводками и ливнями с полей и СВ целлюлозно-бумажных предприятий, а РФ известны опасные загрязнения такими сбросами воды в Байкале, Ладожском озере.

6. Неорганические соли и кислоты, источниками которых яв­ляются промышленные и горнодобывающие предприятия. К ним относятся такие токсические элементы, как мышьяк, ртуть, свинец.

7. Нефтяные загрязнения (нефть и нефтепродукты).

Кроме того, существует радиоактивное загрязнение вод, о котором детально сказано в подразделе 5.6.

Перечисленные загрязнения создаются сбросами бытовых и производственных СВ, ливневых и паводковых вод с территории предприятий, населенных пунктов и транспортных магистралей, земель сельскохозяйственного назначения. Последний вид сбросов играет существенную роль в загрязнении вод нефтепродуктами, свинцом, пестицидами и минеральными удобрениями.

Общий объем СВ по РФ в 1995 г. составил 62,1 км³, из них 40% отнесены к категории загрязненных (в бассейне Волги соот­ветственно 18 км³ и 37%). Основной объем СВ сброшен предприя­тиями ЖКХ (51%) и промышленности (35%). В водоемы РФ попало 784,6 тыс. т 3В, в том числе взвешенных веществ - 701,2 тыс т., фосфора - 38,1 тыс. т, соединений железа - 27.7 тыс. т и др. В итоге качество воды большинства водных объектов по-прежнему не отвечает нормативным требованиям. Наиболее распространенными 3В поверхностных вод РФ остаются нефтепродукты, фенолы, легко-окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммо­нийный и нитратный азот. В России выявлено более 1400 очагов загрязнения подземных вод, из которых 82% расположено в Евро­пейской ее части (районы городов Мончегорска, Череповца, Бала-ково и др. )

В 1995 г. произошло 14 аварий на объектах со СДЯВ. Они сопровождались экстремально высокими уровнями загрязнения по­верхностных вод во Владимирской, Ивановской, Архангельской и других областях РФ.

В Тверской области, за исключением областного центра, от­сутствуют крупные предприятия, что несколько уменьшает опас­ность загрязнений поверхностных вод. Тем не менее выше Твери загрязнение волжской воды нефтепродуктами составляло 2ПДК, же­лезом - 2.2ПДК и медью - 5ПДК, а ниже Твери такие же концепции нефтепродуктов и железа. В районе г. Конаково уровень загряз­нений еще выше - аммонийного азота 1,5ПДК, цинка 5ПДК и неф­тепродуктов 5...7ПДК. Еще хуже качество воды в Кимрах, где по­мимо перечисленных загрязнений обнаружен азот нитратов - 2ПДК. В Рыбинском водохранилище в 1,5 раза больше ПДК содержалось фосфатов, в 70 раз больше аммиака и в 280 раз - органических веществ. Главным загрязнителем водных объектов области являет-

ся ЖКХ, с очистных сооружений которого сбрасывается практичес­ки весь объем загрязненных СВ. Ему "помогают" Осташковский кожзавод, Тверские ТЭЦ - 3,4 и 1. Конаковская ГРЭС, стеклоза­вод "Индустрия" (Спирово) и Тверская мануфактура. На террито­рии области в 1995 г. обнаружено 6 устойчивых очагов загрязне­ния подземных вод (г. Старица, пос. Редкино, г. Тверь, Кувшиново и Конаково) из-за негативного влияния соответственно промпредприятий и ЖКХ, шлаконакопителей редкинсного опытного завода и АО "Химволокно", складов пиритного огарка Каменской бумфабрики и водозабора Конаковской ГРЭС.

Загрязнения водной среды сказываются на состоянии здо­ровья населения. Только водными инфекциями во всем мире (по данным ВОЗ) ежегодно болеет около 500 млн. чел. Шистосоматозом (паразитарным заболеванием), распространяющимся через воду страдает около 200 млн. чел. Высокий уровень бактериального и вирусного загрязнения питьевой воды в РФ обуславливает посто­янное неблагополучие по острым кишечным инфекциям и вирусному гепатиту А. В 1995 г. из-за этого произошло в РФ 38 эпидеми­ческих вспашек и пострадало 5545 чел.

Велик экономический ущерб от загрязнения воды. Помимо по­терь, связанных с ухудшением здоровья населения, существенный урон от загрязнений несет рыбное хозяйство (исчезают ценные породы рыб, снижается продуктивность традиционных источников снабжения рыбой и т.п.). Увеличивается в 15...20 раз стоимость подачи и очистки питьевой воды. Особенно велики потери от заг­рязнения вод нефтью и нефтепродуктами. Ущерб природе и хозяйс­тву от аварий крупных танкеров обычно оценивается сотнями миллионов долларов. Расходы на очистку воды исчисляются миллиар­дами, а программа США по защите воды до 2000 г, обойдется в 108 млрд. долларов.

Нормирование качества воды.

Нормативы качества во­ды приведены в Санитарных правилах и нормах охраны поверхност­ных вод от загрязнения (СанПиН 4630-88) [10] 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 [3].

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

(5.4),

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).