Никитина С.В., Леонтьева С.В.

Хабарова Е.И., Роздин И.А.

Никитина С.В., Леонтьева С.В.

РАСЧЕТ И ОЦЕНКА

ЭКОЛОГО-ЗНАЧИМЫХ ПАРАМЕТРОВ

Учебно-методическое пособие

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ в качестве учебно-методического пособия для выполнения расчетных работ по дисциплине «Экология» для студентов, обучающихся по всем направлениям

МОСКВА 2010

ББК 28.080

УДК 577.4

Рецензент:

Рекомендовано к изданию кафедрой прикладной экологии и безопасности труда (протокол № _______ от ___________)

План изданий (поз. № _________)

Хабарова Е.И., Роздин И.А., Никитина С.В., Леонтьева С.В.

Расчет и оценка эколого-значимых параметров. Учебно-методическое пособие. – М.: МИТХТ, 2010. – 64 с.

В учебно-методическом пособии изложена методика выполнения расчетных работ при изучении дисциплины «Экология».

Студенты, в результате выполнения расчетных работ, представленных в настоящем пособии, могут получить общие представления об основных понятиях, используемых в экологии, а также ознакомиться с рекомендациями по защите окружающей среды от загрязнений.

© Коллектив авторов, 2010

© МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………………………………………………… Расчётная работа №1. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТНОГО СПИСКА ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ В АТМОСФЕРЕ………………………………………………………………... Цель работы………………………………………………………………………………………………………… Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 1.1. Определение вредных примесей, подлежащих контролю………………………………………………….. 1.2. Составление приоритетного списка с одновременным учетом среднесуточного и максимально возможного уровней загрязнения атмосферы………………………………………………………………....... Порядок выполнения работы……………………………………………………………………………………… Задание к работе……………………………………………………………………………………………………. Вопросы для проверки……………………………………………………………………………………………... Расчетная работа №2. ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД………………………………………………………………………………………………………………….. Цель работы………………………………………………………………………………………………………… Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 2.1. Определение общесанитарного индекса качества воды (ИКВ)…………………………………………….. 2.2. Определение гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ)………………………………………... 2.3. Определение интегрального индекса экологического состояния (ИИЭС)………………………………... Порядок выполнения работы……………………………………………………………………………………… Задание к работе……………………………………………………………………………………………………. Вопросы для проверки……………………………………………………………………………………………... Расчетная работа №3. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ СВИНЦОМ ВДОЛЬ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ……………………………………………………………………………………... Цель работы………………………………………………………………………………………………………… Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 3.1. Оценка загрязнения придорожных земель выбросами свинца……………………………………………... 3.1.1. Ассортимент, качество и состав автомобильных бензинов………………………………………………. 3.1.2. Определение мощности эмиссии свинца…………………………………………………………………... 3.1.3. Расчет величины отложения свинца на поверхности земли……………………………………………… 3.1.4. Расчет загрязнения поверхностного слоя земли свинцом………………………………………………… 3.2. Оценка эффективности защитных мероприятий……………………………………………………………. Порядок выполнения работы……………………………………………………………………………………… Задание к работе……………………………………………………………………………………………………. Вопросы для проверки……………………………………………………………………………………………... Расчетная оценка №4. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ (в рамках экологической экспертизы)…………………………………………………………………………………………………… Цель работы………………………………………………………………………………………………………… Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 4.1. Матрица Леопольда…………………………………………………………………………………………… 4.2. Сравнительный анализ………………………………………………………………………………………... Порядок выполнения работы……………………………………………………………………………………… Задание к работе……………………………………………………………………………………………………. Вопросы для проверки……………………………………………………………………………………………... ПРИЛОЖЕНИЕ А. Описание показателей, входящих в состав ИКВ…………………………………………... ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Меры природоохранной деятельности и методы улучшения качества воды……………. ПРИЛОЖЕНИЕ В. Пути снижения негативного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье населения……………………………………………………………………………………….. ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Методы моделирования. Системный анализ, в том числе экологических проблем…….. ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Краткая характеристика работы тепловой электростанции………………………………. ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Краткая характеристика работы гидроэлектростанции…………………………………… ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Краткая характеристика работы атомной электростанции………………………………. ПРИЛОЖЕНИЕ З. Алтайский край. Общие сведения…………………………………………………………... ПРИЛОЖЕНИЕ И. Общие положения, учитываемые при размещении электростанции……………………..

ПРЕДИСЛОВИЕ

Расчетная работа № 1

Составление приоритетного списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере

Цель работы

1) Определить комплексные показатели состояния загрязнения атмосферы для определенного предприятия и конкретной территории (ТПВ₁ и ТПВ_2, РПВ₁ и РПВ₂)

2) Составить вариант приоритетного списка вредных примесей, подлежащих контролю в атмосфере, используя заданный массив данных по выбросам анализируемого объекта.

Введение

Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» (№ 96-ФЗ от 04 мая 1999 г.) является законодательной базой снижения выбросов вредных веществ в атмосферу за счет планирования и осуществления государственных программ и мероприятий путем введения высокоэффективных методов очистки и перехода на малоотходные и безотходные технологии.

Вклад основных видов деятельности в суммарные выбросы вредных веществ, отходящих от стационарных источников, на промышленных предприятиях в России в 2003 г. выглядела следующим образом:

- добыча полезных ископаемых – 27,7%;

- обрабатывающие производства – 34,0%;

- производство и распределение электроэнергии, газа и воды – 22,2%;

- транспорт и связь – 12,3%;

- прочие виды экономической деятельности – 3,8%;

В России в 2008 году выбросы в атмосферу составляли 20,1 млн. т. По объемам выбросов в атмосферный воздух от стационарных источников на первом месте располагаются обрабатывающие производства (третья часть суммарного объема по России) за счет металлургического производства. Другой крупный блок источников загрязнения атмосферы образуют производства по добыче полезных ископаемых (27,7%), в первую очередь предприятия, занимающиеся добычей сырой нефти и нефтяного попутного газа. Значительные объемы выбросов в атмосферу характерны для предприятий электроэнергетики и трубопроводного транспорта.

Вместе с тем уловлено или обезврежено в 2008 г. было 16,6 млн.т. (82,7% от общего числа отходящих загрязняющих веществ от стационарных источников).

Итак, промышленные предприятия и автотранспорт выбрасывают в атмосферу тысячи наименований вредных веществ. Наиболее сложными и трудоемкими являются операции инвентаризации источников вредных воздействий, выбросов, а также расчеты норм ПДВ.

Инвентаризацию проводят с целью учета неблагоприятных воздействий поступления вредных веществ в окружающую среду, их обезвреживания и улавливания, разработки мер по снижению и ликвидации воздействий от поступления вредных веществ.

Периодичность плановых инвентаризаций – обычно 1 раз в 5 лет, но при необходимости инвентаризацию проводят чаще.

Инвентаризацию осуществляют расчетно-аналитическими методами и прямыми методами инструментальных измерений и контроля при работе оборудования в нормальном режиме.

Фактические показатели (качественные и количественные) поступления в окружающую среду вредных веществ и неблагоприятных факторов сопоставляются (расчетным путем) с нормами ПДВ. На этом основании делаются выводы о приемлемости или неприемлемости деятельности предприятия по природоохранным показателям для данных экологических и природно-климатических условий:

- разрешающее деятельность предприятия;

- разрешающее деятельность предприятия при условии проведения неотложных мероприятий;

- запрещающее деятельность предприятия.

На рис.1.1 приведена блок-схема инвентаризации поступления загрязняющих веществ в окружающую среду.

Согласно этой схеме, на основании расчетов и прямых измерений на первом этапе определяется номенклатура вредных веществ, поступающих в окружающую среду в нормальном режиме функционирования.

Далее проводится расчет концентрации этих вредных веществ в соответствующих компонентах окружающей среды, при этом учитывается воздействие климатических факторов, как правило, снижающих концентрацию за счет ветропереноса, атмосферных осадков, течений и т.п.

Расчеты по составу и количеству вредных веществ

Источник поступления вредных веществ

Прямые измерения и контроль состава и количества

Номенклатура поступающих в атмосферу вредных веществ: состав, концентрация, удельный выход, суммарный годовой выход

Учет воздействия климатических факторов: ветер, температура, влажность, осадки, течения и т.д.

По сочетанию вредных веществ

По каждому вредному веществу

Расчет суммарных концентраций вредных веществ

Фоновые концентрации вредных веществ

Сопоставление с действующими нормами ПДК

Запрещение функционирования

Ограничение функционирования, природоохранные меры

Разрешение функционирования

Полученные суммарные значения концентраций сопоставляют с действующими нормами ПДК и по результатам сравнения принимают соответствующее решение о дальнейшем функционировании источников.

Рисунок 1.1 – Блок-схема алгоритма инвентаризации источников выбросов

Анализ природно-климатических факторов проводится с целью определения тенденций повышения или понижения концентраций для данной территории. Для этого используется база данных многолетних климатических наблюдений и характеристик исследуемой территории. Размеры учитываемой территории (зоны влияния) зависят от того, каков характер анализируемых выбросов.

Сопоставляя фоновые концентрации, ПДК и климатические характеристики, рассчитывают ПДВ для данной территории по списку приоритетных вредных веществ.

При превышении уровня ПДК, ПДВ ставится вопрос о мероприятиях, которые способны привести к нормам выбросы загрязняющих веществ, в том числе – о выделении необходимых ресурсов для замены или ремонта очистных сооружений, замены технологии очистных сооружений либо основной технологии производства.

Контролировать содержание всех веществ в атмосфере невозможно по экономическим причинам и целесообразности. Существуют критерии выбора вредных веществ, подлежащих контролю, и правила определения очередности организации контроля, которые основываются на составлении приоритетного списка контроля вредных веществ.

Принцип выбора веществ, включаемых в приоритетный список, основан на использовании двух комплексных показателей состояния загрязнения атмосферы[1].

Первый параметр – требуемое потребление воздуха (ТПВ, тыс.т/год/мг/м³). Это объем воздуха, необходимый для разбавления i-того вещества в количестве М_i (тыс.т/год) до уровня концентрации, равной ПДК_нм[2].

В связи с наличием двух нормативов качества атмосферного воздуха населенных мест (ПДК_сс и ПДК_мр) в Рекомендациях указаны две величины ТПВ: ТПВ₁ – среднесуточный норматив и ТПВ₂ – максимально разовый. Определяются они следующими выражениями:

ТПВ₁ = М_i / ПДК_сс (1.1)

ТПВ₂ = М_i / ПДК_мр (1.2)

Второй параметр – величина реального потребления воздуха (РПВ). Она характеризует объем воздуха, который обеспечивает разбавление выбросов i-того вещества в количестве М_i (тыс. т/год) до уровня концентрации q_i, наблюдаемой в данном месте. Используют также две величины показателя РПВ: РПВ₁, рассчитываемый с учетом среднего уровня концентрации примеси, и РПВ₂, рассчитываемый с учетом максимального уровня концентрации примеси:

РПВ₁ = М_i / q_ср (1.3)

РПВ₂ = М_i / q_макс (1.4)

Установлено, что показатель РПВ зависит от рассеивающей способности атмосферы (характеризуется специальным параметром загрязнения атмосферы (ПЗА)[3], от территории города или анализируемой зоны (L) и параметров источников выбросов в городе (анализируемой зоне).

Способ выбора примесей для контроля их содержания в атмосфере данного населенного пункта основан на сравнении соответствующих значений ТПВ и РПВ. При этом определяется, будет ли оцениваемая средняя или максимальная концентрация вредного вещества при заданных выбросах превышать соответствующие значения ПДК_сс или ПДК_мр.

Если ТПВ ³ РПВ, (1.5)

т.е. М_i / ПДК_{нм i} ³ М_i / q_i, (1.6)

тогда q_i ³ ПДК_{нм i}, (1.7)

т.е. оцениваемая концентрация примеси будет равна или превысит ПДК_нм, и i-тую примесь следует включить в список веществ, которые необходимо контролировать.

Из приведенного выше ясно, что необходимо провести сравнение ТПВ₁ с РПВ₁ и ТПВ₂ с РПВ₂.

Порядок выполнения работы

1) Выбрать РПВ₁ (п.1.1.1).

2) Определить коэффициент рассеивания А, индивидуальный для каждой местности (п.1.1.2).

3) Выбрать РПВ₂ (табл.1.1).

4) Рассчитать ТПВ₁ и ТПВ₂ по формулам (1.1) и (1.2). Результаты расчетов внести в табл.1.2 (графы 6 и 7).

5) Сравнить ТПВ₁ с РПВ₁ и ТПВ₂ с РПВ₂ (формула (1.5), п.п.1.1.1, 1.1.2). Результаты внести в табл.1.2 (графы 8 и 9).

6) Распределить места в списке по значениям ТПВ₁ и ТПВ₂ (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графы 10 и 11).

7) Распределить места в списке по сумме ТПВ₁ и ТПВ₂ (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графа 12).

8) Определить номера мест вредных веществ в порядке приоритетности, начиная с №1 и до последнего (п.1.1.3). Результаты внести в табл.1.2 (графа 13).

9) Составить приоритетный список примесей, рекомендуемых для контроля в атмосфере и представить его в форме табл.1.3.

Таблица 1.3 – Приоритетный список подлежащих контролю примесей

№	Наименование примеси
…
n

Задание к работе

Анализируемая ситуация

Имеется градообразующее предприятие, которое выбрасывает в атмосферу вредные примеси. Контролировать содержание всех веществ в атмосфере невозможно по экономическим причинам и целесообразности, поэтому необходимо составить приоритетный список примесей, подлежащих контролю.

Исходные данные для выполнения работы приведены в табл.1.4; перечень веществ, содержащихся в воздухе жилой застройки, и градообразующее предприятие приведены в вариантах исходного списка вредных примесей.

Вариант задания соответствует номеру студента по рабочему журналу кафедры ПЭ и БТ.

Таблица 1.4 – Исходные данные

№ по журналу	№ варианта исходного списка	Месторасположение предприятия	DT, °С	Высота Н, м
		Владимирская обл. г. Ковров	< 50
		> 50
		< 50
		Урал г. Нижний Тагил	> 50
		< 50
		< 50
		Дальний Восток г. Хабаровск	< 50
		> 50
		< 50
		Бурятия Поселок городского типа Майский	< 50
		< 50
		< 50
		Тульская обл. г. Ефремов	> 50
		< 50
		< 50
		Урал г. Первоуральск	< 50
		< 50
		> 50
		г. Вологда	> 50
		< 50
		< 50
		г. Чита	< 50
		< 50
		< 50
		Тульская обл. г. Новомосковск	< 50
		< 50
		> 50
		г. Санкт-Петербург	> 50
		< 50
		> 50

Вариант исходного списка вредных примесей № 1

Градообразующее предприятие – сернокислотный комбинат

Наименование примеси	Масса выброса, тыс.т/год	ПДКсс, мг/м3	ПДКмр,мг/м3	Класс опасности
Азотная кислота	68,25	0,15	0,40
Акролеин	0,34	0,03	0,03
Арсин	0,87	0,003	Нет
Диоксид азота	5,16	0,04	0,085
Диоксид серы	6,32	0,05	0,50
Оксид углерода (II)	34,73	3,00	5,00
Промышленная пыль	22,52	0,15	0,50
Селеноводород	0,034	0,00005	0,0001
Серная кислота	1,28	0,10	0,30
Сероводород	1,16	0,008	0,008
Фенол	2,76	0,003	0,01
Формальдегид	0,74	0,003	0,035
Фтороводород	1,13	0,005	0,02

Вариант исходного списка вредных примесей № 2

Градообразующее предприятие – химический комбинат с производством винилхлорида

Наименование примеси	Масса выброса, тыс.т/год	ПДКсс, мг/м3	ПДКмр, мг/м3	Класс опасности
Аммиак	2,88	0,04	0,20
Арсин	1,02	0,003	Нет
Ацетилен	46,29		Нет	---
Винилхлорид	18,26	0,01	Нет
1, 2 – дихлорэтан	9,16	1,00	3,00
Оксид углерода (II)	2,05	3,00	5,00
Промышленная пыль	30,27	0,15	0,50
Сероводород	2,03	0,008	0,008
Фосфин	0,85	0,001	0,01
Хлор	3,45	0,03	0,10
Хлорид ртути	0,09	0,0003	Нет
Хлороводород	15,18	0,20	0,20

Вариант исходного списка вредных примесей № 3

Градообразующее предприятие – завод по производству минеральных удобрений

Наименование примеси	Масса выброса, тыс.т/год	ПДКсс, мг/м3	ПДКмр, мг/м3	Класс опасности
Азотная кислота	16,53	0,15	0,40
Аммиак	39,51	0,04	0,20
Аммофос	19,74	0,20	2,00
Арсин	1,87	0,003	Нет
Диоксид азота	8,54	0,04	0,085
Мочевина	16,51	0,20	Нет
Оксид азота (II)	3,54	0,04	0,06
Оксид углерода (II)	0,36	3,00	5,00
Промышленная пыль	35,43	0,15	0,50
Серная кислота	1,41	0,10	0,30
Сероводород	2,62	0,008	0,008
Фосфин	0,96	0,001	0,01
Фосфорная кислота	0,43	1,00	Нет	---

Вопросы для проверки

1) Что такое загрязнение?

2) Назовите и охарактеризуйте виды загрязнения.

3) В чем сущность оценки экологического состояния экосистем и их компонентов?

4) Что такое инвентаризация источников загрязнения?

5) Опишите последовательность проведения инвентаризации источников загрязнения.

6) Что собой представляет приоритетный список?

7) Как инвентаризация источников загрязнения связана с приоритетным списком?

8) Дайте определения ТПВ₁ и ТПВ₂?

9) От чего зависят РПВ₁ и РПВ₂?

10) Предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК_нм), предельно допустимая среднесуточная (ПДК_сс) и максимальная разовая (ПДК_мр) концентрации химического вещества в воздухе населенных мест, предельно допустимый выброс (ПДВ). Определения, единицы измерения.

Расчетная работа № 2

Цель работы

1) Определить общесанитарный индекс качества воды (ИКВ).

2) Определить гидрохимический показатель загрязнения воды (ИЗВ) токсичными металлами.

3) Определить экологическое состояние водоема с помощью интегрального индекса экологического состояния (ИИЭС).

Введение

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств. К одной группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся в ней в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли металлов (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Другая группа примесей – те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых минеральных веществ, взвеси – из биологических объектов: бактерий, вирусов, водорослей, простейших организмов и т.п.

Основными источниками антропогенного загрязнения водоемов являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм и ливневые воды.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

Биогены, поступающие в воду со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофикацией. Водоросли окрашивают воду в различные цвета, под их влиянием изменяется вкус воды, при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, приводя к его дефициту в водоеме.

Сбрасываемые стоки часто имеют кислую или щелочную реакцию, что в любом случае связано с изменением естественного рН водоема. У пресноводных рек и озер рН воды обычно 6-7. Изменение рН на единицу от оптимума приводит в большинстве случаев к стрессу и даже к гибели обитателей вод. Все «нормальные» формы жизни прекращаются при рН ниже 5 и выше 8,5. Подкисление озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

К одному из видов загрязнений относится тепловое загрязнение (сбросы ТЭС, АЭС, промышленных предприятий). В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, наблюдается бурное размножение болезнетворных микробов и вирусов.

Между тем, вода обладает свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы:

· физические (разбавление, растворение, перемешивание),

· химические (окисление неорганических и органических веществ – для этого количество растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/л в любое время года),

· биологические (размножение в воде водорослей, плесневых и дрожжевых грибков, моллюсков, некоторых видов амеб).

При небольшом загрязнении вода в основном самоочищается за 3-4 суток. Отрицательное влияние на процесс самоочищения оказывает загрязнение водоема биогенными веществами (азот, фосфор), ароматическими углеводородами и нефтепродуктами. Самоочищение воды от нефти затягивается на длительное время – месяцы, а на реках с малым током – на годы.

Качество воды водных объектов оценивается по физико-химическим, биологическим и микробиологическим показателям, анализ которых позволяет установить соответствие или несоответствие рассматриваемого водоема или водотока требованиям, предъявляемым водопользователями, согласно действующим законодательным актам.

Согласно ГОСТ 17.1.1.01-77 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения», под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта[5] совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и водотоков в зависимости от видов водопользования. Виды водопользования на водных объектах определяются органами Министерства природных ресурсов РФ и Государственного комитета РФ по охране окружающей среды. В данной работе рассматриваются хозяйственно-питьевой и культурно-бытовой виды водопользования.

Хозяйственно-питьевое водопользование предусматривает использование воды в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96, питьевая вода должна быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.

К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Согласно действующим нормативам требования к качеству поверхностных вод, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

Классификация качества и состояние водных ресурсов отражены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Классификация качества и возможности использования воды в водоемах различного вида водопользования

Классы качества вод	Качественное состояние воды	Водопользование
хозяйственно-питьевое	культурно-бытовое
	Очень чистые	Пригодна с обеззараживанием	Вполне пригодна
	Чистые	Пригодна с хлорированием	Вполне пригодна
	Умеренно загрязненные	Пригодна со стандартной очисткой	Пригодна
	Загрязненные	Пригодна только со специальной очисткой в случае технико-экономической целесообразности	Использование сомнительно
	Грязные	Непригодна	Непригодна
	Очень грязные	Непригодна	Непригодна
	Чрезвычайно грязные	Непригодна	Непригодна

Примечание – Подробный перечень методов улучшения качества и очистки воды приведен в приложении Б

В соответствии с законодательством Российской Федерации[6] гигиенические нормативы предназначены для охраны всех видов вод, используемых населением, в том числе поверхностных, подземных водоисточников и водопроводной воды. Предусматриваются следующие виды нормативов:

- предельно допустимые концентрации (ПДК); различают ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в[7]) и рыбохозяйственного назначения (ПДК_вр[8]);

- ориентировочные допустимые уровни (ОДУ[9]).

Значимость ПДК и ОДУ в системе водно-санитарного законодательства определяется тем, что:

- соблюдение этих нормативов создает благоприятные условия водопользования, обеспечивая безопасность воды для здоровья населения;

- наличие нормативов позволяет рассчитать нормы ПДС[10] и использовать их при предупредительном и текущем санитарном надзоре;

- сопоставление реальных уровней содержания веществ в воде с их ПДК или ОДУ дает возможность судить, в какой мере вредны и при каких условиях могут быть безвредными промышленные и другие загрязнения, а также оценить эффективность водоохранных мероприятий;

- гигиенические нормативы необходимы при выборе приоритетных показателей загрязнения воды;

- сертификация материалов, реагентов, оборудования, технологий, используемых в системах водоснабжения и очистке сточных вод, проводится с использованием гигиенических нормативов мигрирующих в воду веществ.

ПДК вещества в воде устанавливается:

- для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) с учетом трех показателей вредности: органолептического; общесанитарного; санитарно-токсикологического;

- для рыбохозяйственного водопользования (ПДК_вр) с учетом пяти показателей вредности: органолептического; санитарного; санитарно-токсикологического; токсикологического; рыбохозяйственного.

Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства (цвет, запах и др.) воды, т.е. воспринимаемые органами чувств человека. Соли алюминия подслащивают воду; соли магния делают воду горькой; сульфаты кальция и магния придают воде горьковато-солевой вкус; хлорид натрия, морские соли делают воду соленой; силикат натрия и железо придают неприятный вкус; глинистые вещества делают воду коричневой, желтой; органические вещества могут сделать воду затхлой, безвкусной, она может пахнуть болотом, землей, рыбой, гнилью. Общесанитарный – определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры. Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие загрязняющих веществ на организм человека, а токсикологический – показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водные объект (водную биоту). Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

Водоем считается загрязненным в результате сброса сточных вод, если происходит изменение качества воды (выше пункта водопользования на расстоянии 1 км), которое не соответствует санитарным правилам и нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» и ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Согласно новым стандартам экологической безопасности в природной и питьевой воде нормируются около 100 параметров, на основании которых строится гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязненности. Наиболее часто используемыми параметрами являются:

1) Органолептические показатели: цветность; запах; мутность;

2) Микробиологические характеристики: общее микробиологическое число; бактерии и группы кишечной палочки;

3) Гидрохимические характеристики:

a) карбонатная система: величина рН; растворенный кислород; щелочность; суммарная жесткость;

b) основной солевой состав воды: хлориды; сульфаты; фториды; натрий; калий;

c) характеристики присутствия органического вещества: окисляемость перманганатная; бихроматная окисляемость (ХПК); биохимическое потребление кислорода (БПК);

d) биогенные элементы: азот (аммоний, нитраты, нитриты); фосфаты;

4) Токсичные металлы: железо, марганец, цинк, медь, свинец, кадмий, мышьяк, никель, хром, кобальт, стронций, литий;

5) Синтетические органические соединения: СПАВ, нефтепродукты.

Для характеристики содержания органического вещества используются такие количественные параметры, как величины химического и биологического потребления кислорода (ХПК и БПК), а так же содержания растворенного кислорода. Кроме того, дополнительную информацию о загрязнении природных вод органическими веществами дают такие органолептические показатели, как цветность, запах и мутность. Искусственное органическое вещество характеризуется концентрациями синтетических поверхностно активных веществ (СПАВ) и нефтяных углеводородов. Микробиологическое заражение вод оценивается по двум параметрам: общее микробиологическое число и бактериологический показатель.

Часть сточных вод предприятий сбрасывается в поверхностные водоемы после предварительной обработки, поэтому для них оценивается величина предельно допустимого сброса (ПДС) массы вещества, присутствующего в сточной жидкости. Величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества вод на расстоянии не далее, чем за 500 м от места сброса.

В последние годы для выявления экологического состояния поверхностных водоемов широко используют гидробиологические индикаторы. Поскольку единый гидробиологический показатель отсутствует, качество воды определяется набором характеристик, отражающих состояние зообентоса[11], перифитона[12], зоопланктона, фитопланктона, высших водных растений. Конкретный набор характеристик обусловлен эколого-зональным типом водного объекта, составом и объемом сточных вод, их токсичностью и требованиями, предъявляемыми к качеству в