Текст книги "Экологический мониторинг и регулирование воздействия на окружающую среду"

2.3. Нормирование качества воды

Качество воды – это характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользова ния; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Для загрязняющих воду веществ установлено раздельное нор мирование качества воды. Принцип разделения здесь связан с приоритетным назначением водного объекта, т.е. с категориями водопользования. Категории водопользования принято делить следующим образом:

1) вода питьевая;

2) хозяйственно-бытовое водопользование;

3) культурно-бытовое водопользование;

4) рыбохозяйственное водопользование.

1. Вода питьевая – вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсичных химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения.

2. Хозяйственно – бытовое водопользование – использование водных объектов в качестве источника хозяйственно – питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

3. Культурно – бытовое водопользование – использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения.

4. Рыбохозяйственное водопользование – использование вод ных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.

При нормировании качества водных объектов, которые используются для нужд населения, учитываются следующие пока затели:

– Санитарно-токсикологический показатель – характеризует вредное воздействие загрязняющих веществ на организм человека;

– Общесанитарный показатель – определяет влияние загряз – няющего вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций;

– Органолептический показатель – характеризует способность загрязняющего вещества изменять органолептичес кие (цвет, запах, прозрачность, мутность и т.п.) свойства воды;

– Токсикологический показатель – показывает токсичность веществ для живых организмов, населяющих водный объект;

– Рыбохозяйственный показатель – определяет влияние загрязняющих веществ на порчу качеств промысловых рыб.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства в соответствии с Санитарными правилами и нормами.

При нормировании качества водных объектов культурно-бытового и хозяйственно – питьевого назначения используются санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический показатели.

При нормировании качества водных объектов рыбохозяйственного назначения учитываются все пять показателей.

При исследовании качества воды определенного водоема важно знать, к какому типу водных объектов будет отнесена данная река, озеро, водохранилище, и использовать для оценки качества соответствующие нормативы.

Для оценки качества природной воды водного объекта в зависимости от категории водопользования используют различные нормативы: предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно питьевого и культурно бытового водопользования (ПДК_в) и предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДК ).

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна ухудшать гигиенические условия водопользования, и не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений.

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.

Кроме предельно допустимых концентраций для поддержания чистоты природных водных объектов используется норматив – лимитирующий показатель вредности. Этот норматив не имеет количественной характеристики, но отражает основные требова ния к качеству образцов воды в тех случаях, когда водный объект имеет полуфункциональное назначение.

При рассмотрении качества природных объектов хозяйственно питьевого, коммунально бытового и рыбохозяйственного наз начения оцениваются:

– физические показатели (температуру, содержание взвешенных веществ, прозрачность, мутность, цвет, запах, привкус и др.);

– химические показатели (жесткость, ионный состав, щелочность, перманганатную окисляемость, общее солесодержание, сухой остаток, активную концентрацию ионов водорода (рН), содержание растворенного кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора и др.);

– санитарно-биологические показатели качества воды (колититр (коли-индекс), общее микробное число, наличие патогенных бактерий и вирусов и др.).

Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены следующими факторами:

1. Гигиеническая оценка – оценивается уровень загрязнения воды, предназначенный для хозяйственно-питьевого и культурно – бытового назначения.

2. При нормировании качества воды, установленные нормативы относятся не ко всему водному объекту, а только на пункты водопользования населения.

3. Следует иметь в виду, что природная вода используется населением не только для питья, личной гигиены, приготовления пищи, но и для хозяйственно бытовых и рекреационных целей. Поэтому при нормировании качества воды учитывается влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности), а также влияние химических загрязнителей на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоёмов (органолептический и общесанитарный показатель вредности).

4. Единые гигиенические нормативы устанавливаются для водных объектов, используемых населением.

На основании индекса загрязнения воды по гидрохимичес – ким показателям (ИЗВ) проводится оценка уровня загрязнения поверхностных вод, сравнение современного состояния водного объекта и динамики изменения качества вод.

Индекс загрязнения воды (ИЗВ) рассчитывается по формуле:

где С – концентрация і-го показателя; ПДК – предельно допустимая концентрация по і-му показателю.

Индекс загрязнения воды является формальной характеристи кой и рассчитывается усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательными при расчете индекса являются следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК₅.

По величине ИЗВ оценивается качество природных вод, критерии приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Критерии каче ства поверхностных вод по величине ИЗВ

К веществам, нормируемым по токсикологическому показателю вредности, установлены 4 степени загрязнения (в терминах N – кратного превышения ПДК):

– допустимая (1кратное);

– умеренная (3-кратное);

– высокая (10 – кратное);

– чрезвычайно высокая (100 – кратное).

В соответствии с действующей классификацией, загрязнители водной среды подразделяются на четыре класса опасности. Для соединений I и II классов риск развития неблагоприятных эффектов у человека при превышении установленных ПДК наиболее значителен.

Для поддержания экологически приемлемого состояния поверхностных и подземных вод установлены нормативы предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты.

Эти нормативы устанавливаются исходя из:

– предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, которая при длительном воздействие не приведёт к изменению экосистемы водного объекта;

– предельно допустимой концентрации вредных веществ, которая может поступать в водный объект;

норм предельно допустимых сбросов (ПДС) вредных веществ в водные объекты.

Согласно ГОСТу, предельно допустимый сброс веществ в водный объект – это масса вещества в сбрасываемых 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.

Государственный учет поверхностных и подземных вод осу ществляется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Он представляет собой систематическое определение и систематизацию количества и качества водных ресурсов данной территории. Государственный учет ведется с целью характеристика степени изученности и использования поверхностных и подземных водных объектов, оценки их состояния по количественным и качественным показателям.

Комплекс стандартов в области охраны природных вод были разработаны и усовершенствованы на основании системного подхода и при использовании методов научно обоснованного прогнозирования. Это позволит:

1) обеспечить население водой необходимого качества и в достаточном количестве согласно установленным нормам;

2) рационально использовать водные ресурсы;

3) сохранить уникальные водные объекты и их экосистемы в состоянии близком к естественному;

4) поддерживать оптимальный уровень воспроизводства биологических ресурсов вод и обеспечить возможность их рационального применения.

2.4. Нормирование качества почвы

Раньше в СССР был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными хи мическими веществами – ПДК для пахотного слоя почвы.

Требования к нормированию качества почв

1. Основными критериями, используемыми для оценки степени загрязнения почв, должны быть предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые количества (ОДК) химических веществ в почве, нормативы допустимых количеств загрязняющих веществ в смежных природных средах и в сельскохозяйственной продукции, показатели санитарного состояния почв.

2. К категории загрязненных следует относить почвы, в которых количество загрязняющих веществ находится на уровне или выше ПДК.

3. Почвы, отнесенные к категории загрязненных, должны находиться под постоянным контролем внутриведомственных и государственных служб контроля. Почвы выводятся из этой ка тегории, и постоянный контроль заменяется на периодический, когда количество в них загрязняющих веществ становится ниже допустимого уровня.

4. Особое внимание следует уделять почвам, прилегающим к предприятиям и объектам промышленности, жилищно – коммунальным, сельского хозяйства, транспорта, которые по характеру своей деятельности могут загрязнять почву посредством выбро сов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод.

5. При проведении контроля за загрязнением почв следует учитывать класс опасности химических веществ, степень опасности патогенных и условно патогенных организмов и соблюдать требования:

– использовать физико – химические и биологические методы, позволяющие получить достоверную качественную и коли чественную информацию о наличии загрязнителей в почве. Пределы обнаружения контролируемых веществ должны быть не выше нормативов ПДК в почве;

– регистрировать в журналах качественный и количественный состав, объёмы и даты выбросов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод, применение средств химизации с указанием объёма и ассортимента фактически применяемых химических веществ, размеров обрабатываемой территории, способов и даты их внесения;

– определять количество загрязняющих веществ, способных придавать почве фитотоксические свойства, а также оказывать отрицательное воздействие на качество почвы и растительной продукции в почвах, предназначенных для возделы вания сельскохозяйственных культур в условиях защищённого грунта.

Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды.

Предельно до пустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДК_п) – это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с поч вой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Нормативы ПДК_п разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.

В настоящее время проводятся исследования, направленные на обоснование индивидуальных нормативов ПДК_п для различных типов почв.

Загрязняющие вещества нормируются:

1) в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий;

2) в почве территорий предприятии;

3) в почвах жилых районов в местах хранения бытовых отходов.

Нормирование химического загрязнения почв устанавливается по предельно допустимым концентрациям (ПДК_п). По своей величине ПДК_п значительно отличаются от принятых допусти мых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм человека из почвы происходит через контактирующие с почвой объекты (воздух, вода, растения).

ПДК_п – это такая концентрация химического вещества (в мг на кг почвы в пахотном слое), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на способность почвы к самоочищению.

Существуют четыре разновидности ПДК_п в зависимости от путей миграций химических веществ в сопредельные среды:

ТВ – транслокационный показатель, характеризующий переход вещества из почвы через корневую систему в зелёную массу и плоды растений;

МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу;

МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники;

ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на способность почвы к самоочищению и на живое население почвы.

Допустимая концентрация вещества в почвенном слое (ПДКп) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности. ПДКп устанавливается экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пище вых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.

В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДК, проводят расчёт временно допустимых концентраций (ВДКп) по формуле

ВДКп =1,23 + 0,48 ПДКпр,

где ПДКпр – предельно допустимая концентрация для продуктов (овощные и плодовые культуры), мг/кг.

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окру жающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента и суммарный показа тель загрязнения.

Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому. Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражаю щий эффект воздействия группы элементов.

Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке.

Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

Классификацию почв по степени загрязнения проводят по предельно допустимым концентрациям (ПДК) химических веществ и их фоновому загрязнению. Классификация почвы по степени загрязнения приведена в таблице 2.4.

Степень устойчивости почвы к химическим загрязняющим веществам оценивают по отношению к конкретному загрязняющему веществу или группе веществ, которыми загрязнена исследуемая почва.

По степени устойчивости к химическим загрязняющим веществам и по характеру ответных реакций почвы подразделяют на:

1) очень устойчивые;

2) среднеустойчивые;

3) малоустойчивые.

Таблица 2.4

Классификация почвы по степени загрязнения

Степень устойчивости почвы к химическим загрязняющим веществам характеризуется следующими основными показателями:

– гумусного состояния почв;

– кислотно-основными свойствами;

– окислительно-восстановительными свойствами;

– катионно-обменными свойствами;

– биологической активности;

– уровня грунтовых вод;

доли веществ в почве, находящихся в растворимой форме. Чем меньше буферная способность почвы, ниже содержание гумуса, рН почвы и легче механический состав, тем почва менее устойчива к химическим загрязняющим веществам.

Источники загрязнения, определяющие характер (состав и уровень) загрязнения изучаемой территории, приведены в таблице 2.3.

Санитарное состояние почвы оценивается по ряду гигиенических показателей, среди них: санитарное число (отношение содержания белкового азота к общему органическому); наличие кишечной палочки (коли-титр); личинок мух, яиц гельминтов. По комплексу данных показателей почва оценивается как чистая или загрязнённая.

Существует ряд дополнительных показателей санитарного состояния почвы, определяемых как на территории производственных предприятий, так и населенных пунктов.

Требования к нормированию качества почв

1. Основными критериями, используемыми для оценки степени загрязнения почв, должны быть предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые количества (ОДК) химических веществ в почве, нормативы допустимых количеств загрязняющих веществ в смежных природных средах и в сельскохозяйственной продукции, показатели санитарного сос тояния почв.

2. К категории загрязненных следует относить почвы, в кото рых количество загрязняющих веществ находится на уровне или выше ПДК.

3. Почвы, отнесенные к категории загрязненных, должны находиться под постоянным контролем внутриведомственных и государственных служб контроля. Почвы выводятся из этой категории, и постоянный контроль заменяется на периодический, когда количество в них загрязняющих веществ становится ниже допустимого уровня.

4. Особое внимание следует уделять почвам, прилегающим к предприятиям и объектам промышленности, жилищно – коммунальным, сельского хозяйства, транспорта, которые по характеру своей деятельности могут загрязнять почву посредством выбро сов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод.

5. При проведении контроля за загрязнением почв следует учиты – вать класс опасности химических веществ, степень опасности патогенных и условно патогенных организмов и соблюдать требования:

– использовать физико-химические и биологические методы, позволяющие получить достоверную качественную и коли чественную информацию о наличии загрязнителей в почве. Пределы обнаружения контролируемых веществ должны быть не выше нормативов ПДК в почве;

– регистрировать в журналах качественный и количественный состав, объёмы и даты выбросов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод, применение средств химизации с указанием объёма и ассортимента фактически применяемых химических веществ, размеров обрабатываемой территории, способов и даты их внесения;

– определять количество загрязняющих веществ, способных придавать почве фитотоксические свойства, а также оказывать отрицательное воздействие на качество почвы и растительной продукции в почвах, предназначенных для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях за щищённого грунта.

2.5. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания

При разработке нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в продуктах питания учитываются материалы по токсикологии и гигиеническому нормированию данных веществ в различных объектах природной среды (в воздухе, воде, почве), а также информация о естественном содержании различных химических элементов в пищевых продуктах.

Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДК_пр) – это концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека.

Санитарно-гигиеническое нормирование загрязненности пищевых продуктов касается главным образом пестицидов, а также тяжелых металлов и некоторых анионов (например, нитратов). Отметим, что при интерпретации результатов не следует использовать ПДК_пр как стандарт, принятый для любых объектов биоты. Например, описание исследования накопления соединений ртути в тканях чаек не может заканчиваться выводами о превышении ПДК_пр. Целесообразнее обращаться к литературным сведениям о накоплении ртути в аналогичных объектах в фоновых и в хорошо изученных загрязненных районах.