Заинтересованность отдельных отраслей в расходах

воды и уровнях водохранилищ (по Исаеву, Карповой, 1989).

Отрасли народного хозяйства		Элементы режимов расходов и уровней
Изменение расходов и уровней воды	Значительное повышение расходов и уровней в зимний период	Рыбохозяйственные попуски весной	Равномерные попуски в летне-осен-ний период
За сутки	За неде- лю
Энергетика		+	+	+	--	--
Рыбное хозяйство	Водохранилище		0 *	--	--	+
Нижний бьеф	--	--	--	+	+
Водный транспорт и лесосплав	Водохранилище			--	--	--
Нижний бьеф	--	--	--	--	+
Ирригация	Водохранилище				--
Нижний бьеф	0 *	--	0 *	--
Использование пойменных лугов	Водохранилище
Нижний бьеф			--	+	+
Водоснабжение	Водохранилище
Нижний бьеф	0 *		0 *	--	+

Условные обозначения – те же, что в таблице 13.

Тема 10. Экологические нормативы для водных объектов.

Лекционный материал: 1. Качество природных вод

2. Экологическое нормирование для водных объектов.

Многофункциональное использование водных ресурсов определяет необходимость разработки раздельных критериев качества воды для различных отраслей народного хозяйства. Пригодность состава и свойств поверхностных и подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения и рыбохозяйственных целей определяется их соответствием требованиям и нормативам. В Российской Федерации согласно «Основам водного законодательства» различают две категории водопользования. К первой относят использование водного объекта в качестве источника централизованного или местного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжение предприятий пищевой промышленности. Ко второй – использование водных объектов для купания, спорта, отдыха населения, а также для иного использования водных объектов в черте населённых пунктов.

Состав и свойства водных объектов должны соответствовать требованиям водоохранного законодательства в створе, расположенном:

а) на водотоках – на расстоянии в 1 км выше ближайших по течению пунктов водопользования, которыми могут быть водозабор для хозяйственно-питьевого назначения, территория населённого пункта, место организованного отдыха и купания;

б) на непроточных водоёмах и водохранилищах – на расстоянии в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

10.1. Приоритетным направлением является хозяйственно -питьевое водоснабжение. Это означает, что промышленное, сельскохозяйственное, рекреационное и другие направления водопользования не должны препятствовать удовлетворению первоочередной потребности населения в питьевой воде. С целью контроля за качеством питьевой воды на территории Российской Федерации с 1 июля 1997 г. введены в действие «Санитарные правила и нормы «Питьевая вода и водоснабжение населённых мест» (СанПиН 2.1.4.559 – 96), основанные на рекомендациях Всемирной организации здравоохранения. Кроме того, разработан проект Федерального закона «О питьевой воде», который устанавливает государственные гарантии по обеспечению населения высококачественной водой. В Законе особо подчёркивается, что «…обеспечение питьевой водой требуемого качества и в количестве, необходимом для удовлетворения жизненных потребностей, является неотъемлемым правом каждого гражданина».

Питьевая вода при любом типе водоисточника, различных способах очистки, обработки и подготовки, конструктивных и эксплуатационных особенностях водопроводной сети должна обязательно отвечать ряду гигиенических требований:

- быть безопасной в эпидемическом и паразитарном отношении;

- безвредной по химическому составу;

- иметь благоприятные органолептические свойства (вкус, прозрачность, отсутствие неприятных запахов и т.д.).

Качество воды, получаемой потребителями, должно соответствовать нормативным требованиям, в число которых включены микробиологические, токсикологические, органолептические показатели и уровни радиоактивного загрязнения.

Общие требования к составу природных вод представлены в табл. 15. В ней к I классу отнесена чистая вода для питьевых и технических нужд, ко II классу – умеренно загрязнённая вода для водопоя сельскохозяйственных животных, к III – загрязнённая вода, пригодная только для промышленных целей, к IV – вода, пригодная к использованию только после обязательной очистки.

Таблица 15.

Общая классификация воды по качеству.

Основные показатели	К л а с с ы
I	I - II	II	II - III	III	III-IV	IV
Содержание О2, мг/л (при 20ºС и 750 мм рт. столба)	8,45 – 8, 84	7,50 – 8, 45	6,20 – 7,50	4,40 – 6,20	2,20 – 4,40	0,90 – 2,20	<2,20
БПК (поглощение О2 при 20^оС), мг/л	0 – 0,3	0,3-1,1	1,1-2,2	2,2-3,8	3,8-7,0	7,0-12	>12
Летняя глубина видимости,	5 м	5-3 м	1-3 м	0,5-1м	0,5м	--	--
Аммонийные ионы (NН4), мг/л	< 1		< 3		< 10		< 10
Нитратные ионы (NО3), мг/л	< 13		< 30		< 40		> 40

Более подробно разработаны требования к качеству воды, пригодной для хозяйственно-питьевого назначения (табл. 16):

Таблица 16.

Показатели качества воды

централизованного хозяйственно-питьевого назначения

в зависимости от класса источника (ГОСТ 2761-84).

Показатели	Класс подземных источников	Класс поверхностных источников
Мутность, мг / л, не более	1,5	1,5
Цветность, град., не более
рН	6 - 9	6 -9	6 - 9	6,5-8,5	6,5-8,5	6,5-8,5
Сухой остаток, мг / л, не более
Хлориды, мг / л, не более
Сульфаты, мг / л, не более
Общая жёсткость, мг- экв / л, не более
Железо, мг/л, не более	0,3
Марганец, мг / л, не более	0,1			0,1
Сероводород, мг / л, не более	Отсут- ствие			нет	нет	нет
Фтор, мг / л, не более	1,5-0,7	1,5-0,7		1,5-0,7	1,5-0,7
Фитопланктон, мг / л, не более	нет	нет	нет
Окисляемость, мгО2/л, не более
Коли-индекс, не более
Класс водоисточника определяется организацией, разрабатывающей проект водоснабжения.

Принято считать, что соблюдение предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде обеспечивает безопасность населения и создаёт благоприятные условия для санитарно-бытового использования. ПДК являются также критерием эффективности различных мероприятий, направленных на охрану водных объектов от загрязнения.

Таблица 17.

Нормативы качества питьевой воды

централизованного водоснабжения (СанПиН 2.1.4.559-96).

Показатели	ПДК, ПДУ, мг / л	Показатели	ПДК, ПДУ, мг / л
Обобщённые показатели		Неорганические вещества
Водородный показатель рН	6 - 9	Алюминий	0,5
Сухой остаток		Барий	0,1
Общая жёсткость, мг-экв / л	7 (10)*	Бериллий	0,0002
Перманганатная окисляемость		Бор	0,5
Нефтепродукты (общая сумма)	0,1	Железо	0,3(1,0)
ПАВ(поверхностно-активные вещества)	0,5	Кадмий	0,001
Медь	1,0
Фенольный индекс	0,25	Марганец	0,1(0,5)
		Молибден	0,25
Органические вещества		Мышьяк	0,05
γ=ГХЦГ (линдан)	0,002	Никель	0,1
ДДТ (сумма изомеров)	0,002	Нитраты	45,0
2,4-Д(2,4-дихлорфеноуксусная кислота)	0,03	Ртуть	0,0005
Свинец	0,03
		Селен	0,01
Радиоактивные вещества		Стронций	0,07
Общая α-радиоактивность, Бк / л	0,1	Сульфаты
Фториды	1,5-1,2
Общая β-радиоактивность, Бк / л	1,0	Хлориды
Хром	0,05 (0,1)
		Цианиды	0,035
Цинк	5,0

Примечание: * - величины, указанные в скобках, могут быть установлены Госсанэпиднадзором для конкретных систем водоснабжения на основании оценки санитарно-эпидемиологической обстановки и технологии водоподготовки. Данное примечание относится и к таблицам 18 и 19.

Таблица 18.

Микробиологические свойства питьевой воды

(СанПиН 2.1.4.559 – 96).

Показатели	Единица измерения	ПДК и ПДУ
Термотолерантные (термоустойчивые) коли- -формные бактерии	Число бактерий в 100 мл воды	отсутствие
Общие коли-формные бактерии	Число бактерий в 100 мл воды	отсутствие
Общее микробное число	Число образующих колонии бак- терий в 1 мл воды	Не более 50
Коли-фаги	Число бляшкообразующих единиц	отсутствие
Споры сульфат-редуциру- ющих клостридий	Число спор в 20 мл воды	отсутствие
Цисты лямблий	Число цист в 50 мл воды	отсутствие

Таблица 19.

Органолептические показатели питьевой воды.

Показатели	Единица измерения	ПДК и ПДУ
Запах	баллы
Привкус	баллы
Цветность	градус	20(35)
Мутность	ЕМФ (единиц мутности по формазину) мг / л по каолину	2,6 (3,5) 1,5 (2,0)

Таблица 20.

Вещества, поступающие в воду и образующиеся в воде

в процессе её обработки в системе водоснабжения.

Показатели	ПДК или ПДУ, мг / л не более
Хлор остаточный свободный	0,3 – 0,5
Хлор остаточный связанный	0,8 – 1,2
Хлороформ, образующийся при хлорировании воды	0,2
Озон остаточный	0,3
Формальдегид, образующийся при озонировании воды	0,05
Полиакриламид	2,0
Силикаты
Полифосфаты

Во многих регионах России население часто использует талую снеговую воду. Существует мнение, что снег при таянии образует чистую воду, близкую к дистиллированной. Однако твердые атмосферные осадки могут представлять определённую опасность из-за повышенного содержания тяжёлых металлов и канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Качество снеговых вод зависит также от концентрации в них сульфатов и нитратов, определяющих кислотность.

В.Ф.Протасов (2000) приводит данные химического анализа талой снеговой воды, взятой в лесопарковой зоне Подмосковья (снег визуально выглядел абсолютно чистым):

Таблица 21.

Некоторые показатели талой воды в сравнении

с ПДУ для питьевой воды.

Показатели	ПДУ или ПДК	Содержание в талой воде
Водородный показатель рН	6,5	6,4 – 7,2
Медь, мг / л	0,1	0,002 – 0,009
Цинк, мг / л	5,0	0,023 – 0,140
Свинец, мг / л	0,03	0,005 – 0,010
Кадмий, мг / л	0,001	0,0001 – 0,0003
Никель, мг / л	0,1	0,001 – 0,007
Хром, мг / л	0,1	0,0007 – 0,0050
3,4-бенз(а)пирен, нг / л	5,0	7,6 – 29,7

Следовательно, даже в пригородной местности нежелательно пользоваться талой снеговой водой – визуальная чистота снега обманчива, в талой воде нормативная ПДК по бенз(а)пирену оказалась превышенной в 1,5-6 раз. Снеговую воду можно использовать только при пропускании через обеззараживающий фильтр.

Данные по химическому составу снега и талых вод в Волгограде приводит О.В.Перминова (2001):

Таблица 22.

Некоторые химические показатели снеговых и талых вод

в городе Волгограде (март 2000 г.).

Показатели	ПДК	Снег с улиц *	Снег в лесопо- лосе **	Сток с улиц	Сток с лесопо- лосы
рН	6,5 – 8,5	7,21	7,1	7,7	7,2
Взвешенные в-ва, мг / л	3,25
Сухой остаток, мг / л					98,5
БПК 5		15,65	12,3	527,5
Азот нитритный, мг / л	0,08	0,094	0,061	0,155	0,069
Нефтепродукты, мг / л	0,05	0,51	Не обн.	0,07	Не обн.

* - центр Волгограда, ** - лесополоса вблизи балки Григорова (Советский район).

10.2. Рыбохозяйственное нормирование.

В отличие от санитарно-гигиенического нормирования питьевой воды, ПДК вредных химических веществ для рыбохозяйственных водоёмов, устанавливают экспериментально, на основе данных токсикологических исследований, проводимых на водных организмах, которые называются тест-объектами. Чаще всего в качестве таких объектов используются дафнии, гуппи и другие виды рыб.

В рыбохозяйственном водопользовании выделяются 4 класса веществ, различающихся по токсичности, способности к кумуляции (накоплению) и стабильности в водной среде. Первый класс – чрезвычайно опасные, попадание которых в воду не допускается; второй класс – высокоопасные, третий класс – опасные и четвёртый – умеренно опасные. Отдельно выделен класс 4-Э для веществ, действие которых проявляется в изменении экологических условий в водоёме, к которым можно отнести эвтрофикацию, минерализацию, повышенную жёсткость и др.

Для рыбохозяйственных водоёмов устанавливается лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) вещества, устанавливаемый одновременно с ПДК по наиболее чувствительному звену: а) токсикологический; б) санитарный; в) санитарно-токсикологический; г) органолептический; д) рыбохозяйственный.

Таблица 23.

Общие требования к составу и свойствам воды объектов,

используемых для рыбохозяйственных целей.

Показатели	Характеристика
Взвешенные вещества	При сбросе сточных вод на водном объекте и при проведении работ содержание взвешенных частиц не должно возрастать более чем на 0,25 мг / л для высшей и первой категории водопользования и на 0,75 мг / л для второй категории. Для водоёмов, содержащих в межень более 30 мг / л природных веществ допускается увеличение содержания на 5%.
Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться плёнка нефтепродуктов, масел, жиров и других примесей
Окраска, запахи и привкусы	Вода не должна приобретать посторонних запахов, привкусов и окраски и сообщать их мясу рыб
Температура	Не должна повышаться по сравнению с естественной температурой воды более чем на 5^0С
Реакция среды рН	Не должна выходить за пределы 6,5 – 8,5
Минерализация воды	Согласно таксации рыбохозяйственных водных объектов
Растворённый кислород	В зимний период не менее 6 мг / л (для второй категории – не менее 4 мг / л); в летний период во всех водных объектах не менее 6 мг / л.
БПК (биохимическое потребление кислорода)	При 20^0С не должно превышать 3,0 мг / л. Допускается сброс сточных вод, которые не изменяют БПК
Токсичность	Сточная вода на выпуске в водный объект не должна оказывать острого токсического действия на тест-объекты. Вода водного объекта в контрольном створе не должна оказывать хронического токсического действия на тест-объекты.

Критериями острой токсичности являются показатели ЛК ₅₀ – летальная концентрация для 50% тест-организмов и ЛК ₁₀₀ – летальная концентрация для 100%. Их соотношение представлено в табл. 24.

Таблица 24.

Классификация загрязняющих воду химических веществ

по токсикологическим параметрам.

Группа	Токсичность	ЛК 50 за 96-120 часов, мг / л	Рыбохозяйственная ПДК, мг / л	Отношение ЛК 50 / ПДК
	Особо высокая	Менее 0,01	Менее 0,0001
	Высокая	1,0 –0,01	0,01 – 0, 0001
	Средняя	10 - 1,0	0,1 – 0,01
	Умеренная	100 - 10	10,0 – 0,1
	Малая	1000 - 100	200 – 100
	Очень малая	Более 1000	Более 200	Менее 5

Таблица 25.

ПДК в воде рыбохозяйственных водоёмов

(неорганические вещества).

Элементы	ЛПВ	ПДК, мг / л	Класс опасно- сти
Алюминий	токсикологический	0,04
Аммоний NH4	токсикологический	0,5
Аммиак свободный	токсикологический	0,05
Барий и сульфат бария	токсикологический органолептический	0,75
Бор	токсикологический, органолептический	0,5
Ванадий	токсикологический	0,001
Железо Fe ^2+	токсикологический	0,1
Fe ^3+	токсикологический	0,05
Йод	токсикологический	0,4
Кадмий	Токсикологический	0,005
Калий	санитарно-токсик.		4Э
Кальций	санитарно-токсик.	610 при 13-18^0/00	4Э
Кобальт	токсикологический	0,01
Литий	токсикологический	0,08
Магний	санитарно-токсик.	40,0
Марганец	токсикологический	0,01 – 0,05
Медь	токсикологический	0,001 – 0,005
Молибден	токсикологический	0,001
Мышьяк	токсикологический	0,01 – 0,05
Никель	токсикологический	0,01
Нитраты	санитарно-токсик.
Нитриты	токсикологический	0,08
Олово	токсикологический	0,112
Ртуть	токсикологический	отсутствие
Свинец	токсикологический	0,006 – 0,1	2 - 3
Селен	токсикологический	0,002
Стронций	токсикологический	0,4
Сульфаты	санитарно-токсико- логический	3500 при 12-18^0/00
Фосфор элементарный	токсикологический	отсутствие
Фториды	токсикологический	0,05
Хлориды	санитарно-токсик.		4Э
Хром Cr ^3+ Cr ^6+	токсикологический токсикологический	0,07 0,02
Цианиды	токсикологический	0,003

ПДК по содержанию фосфатов различаются по санитарно-токсикологическому ЛПВ: 0,05 мг / л в олиготрофных водоёмах; 0,15 мг / л в мезотрофных и 0,2 мг / л в эвтрофных.

Таблица 26.

ПДК в воде рыбохозяйственных водоёмов

(органические вещества).

Вещества	ЛПВ	ПДК, мг / л	Класс опасности
Буровые растворы	токсикологический	1,25 - 100
Рибофлавин (витамин В2)	санитарно-токсик.	0,06
Гуминовые кислоты, в т.ч. лёгкие растворимые фракции	санитарно-токсик.   санитарно-токсик.	2,0   3,7
Капролактам	токсикологический	0,01
Кормогризин (бактериальный препарат)	санитарно-токсик.	0,12
Масло соляровое	токсикологический	0,01
Метанол (метиловый спирт)	санитарно-токсик.	0,1
Мочевина	санитарно-токсик.	80,0
Нефтепродукты в растворённом и эмульгированном состоянии)	рыбохозяйственный	0,05
Фенол	рыбохозяйственный	0,001
Хлороформ	рыбохозяйственный	0,005
Этанол (этиловый спирт)	санитарно-токсик.	0,2

Кроме того, в водоёмы вообще не должны попадать такие инсектициды как изофос, хлорофос, метафос, карбофос, байтекс; пестицид фозалон и др.

Всего в «Перечне…» приведены ПДК и ЛПВ по 1204 веществам.

10.3. Рекреационное нормирование.

При использовании водных объектов для рекреации нормируется определённый пространственный минимум: на 1 га акватории должно приходиться не более 5-10 весельных лодок, на одну моторную или парусную лодку от 1,5 до 8 га. Каждому купальщику необходимо от 4 до 25 м² водной поверхности, 20-40 м² пляжа и 300 м² прибрежной территории (Миркин, Наумова, 1995).

В случаях одновременного использования водного объекта (всей акватории или части) для различных нужд для оценки качества воды следует исходить из более жёстких требований одноимённых нормативов. Обоснование ПДК для воды проводится по одному из трёх лимитирующих признаков нормирования (санитарно-гигиенического, токсикологического и органолептического) на основе экспериментальных исследований. В результате санитарно-токсикологических исследований определяют подпороговые или максимально недействующие (МНК) пороговые или минимально действующие (МДК) дозы или концентрации вредного вещества в хроническом опыте длительностью не менее 6 часов.

Задания для самостоятельной работы студентов.

К теме 3.

На основании фактических данных за 70 лет (в таблице указаны среднесуточные расходы воды в м³ / с):

Необходимо: а) сгруппировать данные по интервалам; б) рассчитать обеспеченность и повторяемость; в) построить соответствующие кривые.

К теме 10.

Сравнить ПДК рыбохозяйственных водоёмов по данным 1987 г. (Бессонов, Привезенцев, 1987) и за 1999 г. (Перечень…, 1999) и сформулировать возможные причины изменений тех или иных ПДК.

Контрольные вопросы по курсу «Гидрология».

1. Перечислите основные способы измерения скоростей течения.

2. Каким образом выбираются скоростные и промерные вертикали на поперечном створе?

3. В каких случаях необходим расчёт скоростей течения?

4. Опишите порядок расчёта расходов воды аналитическим способом?

5. Чем различаются величины обеспеченности и повторяемости расходов воды?

6. Какие данные необходимы для построения кривых расходов воды?

7. От каких факторов зависит пропускная способность русла реки и как это отражается на кривых расходов?

8. Какие факторы влияют на испарение с водной поверхности и как они учитываются в расчётах?

9. Каким образом построение батиграфических и объёмных кривых способствует анализу данных по водохранилищам?

10. Как влияет на величину испарения форма водоёма?

11. По каким причинам необходимо предусматривать расчёты мёртвого объёма водохранилища?

12. Сформулируйте различия между балансовыми и обобщёнными методами расчётов регулирования стока.

13. Опишите выгодность режимов эксплуатации водохранилищ для различных отраслей народного хозяйства.

14. Охарактеризуйте различия в подходах к экологическому нормированию для питьевого водоснабжения, рыбохозяйственного и рекреационного использования водных объектов.

15. Почему нежелательно использование талой снеговой воды для питьевых нужд населения?

16. Какие вещества могут образовываться в процессах обеззараживания питьевой воды и насколько они вредны для человека?

Использованная литература.

1. Берникова Т.А., Демидова А.Г. Гидрология и гидрохимия. М.: Пищевая промышленность, 1977. – 312 с.

2. Бессонов Н.М., Привезенцев Ю.А. Рыбохозяйственная гидрохимия. М.: Агропромиздат, 1987. – 159 с.

3. Железняков Г.В., Негоновская Т.А., Овчаров Е.Е. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока. М.: Колос, 1984. – 432 с.

4. Исаев А.И., Карпова Е.И. Рыбное хозяйство водохранилищ. Справочник. М.: Агропромиздат, 1989. – 255 с.

5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: Юнисам, 1995. - 232 с.

6. А.М.Никаноров, Т.А.Хоружая. Экология. М.: Издательство «Приор», 2000. – 304 с.

7. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. М.: ВНИРО, 1999.

8. Пермякова О.В. Качественный состав ливневых и талых стоков в условиях Волгоградской агломерации. // эколого-экономические проблемы Нижней Волги. Волгоград: изд-во ВолГУ, 2001. С. 51-57.

9. Пособие по определению расчётных гидрологических характеристик. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 448 с.

10. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулированию стока. (под ред. Е.Е.Овчарова). М.: Агропромиздат, 1988. – 224 с.

11. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М.: Финансы и статистика, 2000.

Дата добавления: 2015-04-30