И. В. Якунина, Н. С. Попов методы и приборы контроля окружающей среды
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
3.2. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ В ВОДОЁМАХ Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены следующими факторами: 1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенный для хозяйственно- питьевого и культурно-бытового назначения. 2. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водополь- зования населения. 3. Вода используется населением не только для питья, приготовления пищи, личной гигиены, но и для хо- зяйственно-бытовых и рекреационных целей. Отсюда при нормировании учитывается непосредственное влия- ние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности), а также их влияние на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоёмов (органолептический и общесанитарный показатель вредности). 4. Для водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиенические нормативы (ПДК, ОДУ, ПДН). Для веществ, загрязняющих воду, так же как для примесей в атмосферном воздухе, установлено раздель- ное нормирование качества воды. Однако принцип разделения здесь иной и связан с приоритетным назначени- ем водного объекта или категориями водопользования. Классификация водопользования приведена на рис. 3.1. Одновременно с ПДК для обеспечения чистоты водных объектов используется другой ограничительный норматив – лимитирующий показатель вредности,не имеющий количественной характеристики, но отражаю- щий приоритетность требований к качеству воды в тех случаях, когда водный объект имеет полуфункциональ- ное назначение. В основу приоритетности нормирования в водных объектах культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения положены преимущественно санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический лимиты, а в рыбохозяйственных – токсикологический. 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 пре- вышении установленных ПДК наиболее значителен. Рис. 3.1. Категории водопользования (по Г.В. Стадницкому, А.И. Родионову, 1996) Состав и свойства воды водотоков и водоёмов в местах хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования оценивают физическими, химическими и санитарно-биологическими показателями. К физическим показателям относят температуру, содержание взвешенных веществ (мутность), окраска, запах, привкус и др. Химический состав воды характеризуют ионным составом, жёсткостью, щёлочно- стью, окисляемостью, активной концентрацией водородных ионов (pH), сухим остатком, общим солесодержа- нием, содержанием растворённого кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора и др. Основными санитарно-биологическими показателями качества воды являются коли-титр (коли-индекс), общее микробное число, наличие патогенных бактерий и вирусов. Оценка качества водных ресурсов осуществляется с помощью системы основных показателей: ПДК в – предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоёма, мг/дм 3 ; ПДК в.р – предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоёмов, используемых для рыбохозяйственных целей, мг/дм 3 ; ВДК в (ОБУВ в ) – временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоёмов, мг/дм 3 . Нормативы устанавливаются расчётным путём на срок три го- да. ПДС – предельно-допустимый сброс, г/ч (кг/сут.). Регламентирует массу загрязняющего вещества в сточ- ных водах, сбрасываемых в водоём. Определяется расчётным путём на период, установленный соответствую- щими органами. БПК (биохимическая потребность в кислороде) – количество кислорода, используемого при биохимиче- ских процессах окисления органических веществ (не включая нитрификации) за определённое время инкубации пробы (2, 5, 10 или 20 суток), в миллиграммах О 2 на миллиграмм вещества. ХПК (химическая потребность в кислороде, определённая бихроматным методом) – количество кислоро- да, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, в миллиграммах О 2 на миллиграмм вещества. ППК (МНК) – подпороговая концентрация (максимальная недействующая концентрация) химического вещества при поступлении в организм с водой, мг/дм 3 КАТЕГОРИИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Использование для нужд населения (I) Использование для целей рыбного хозяйства (II) Хозяйственно- питьевое и для предприятий пищевой про- мышленности Культурно- бытовое (купание, спорт, отдых) Места нереста, массового нагула, зимо- вальных ям; охраняемые зоны хозяйств для воспроиз- водства водообитающих организмов Для сохранения и воспроизвод- ства ценных видов рыб с высокой чувст- вительностью к содержанию кислорода Для других рыбо- хозяйст- венных целей ППД (МНД) – подпороговая доза (максимальная недействующая доза) химического вещества при поступ- лении в организм с водой, мг/дм 3 При обнаружении в воде источников водоснабжения химических веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности с одинаковыми лимитирующими показателями вредности, сумма отношений обнаруженных концен- траций каждого из веществ в воде к их ПДК не должна быть более единицы. Расчёт ведётся по формуле 1 ПДК ) 3 ( 5 1 ≤ ∑ = i i i с , где i c – концентрация вещества i-го ЛПВ в расчётном створе водоёма; ПДК i – предельно допустимая концен- трация i-го вещества. Для водоёмов питьевого и культурно-бытового назначения проверяют выполнение трёх неравенств, для водоёмов рыбохозяйственного назначения – пяти неравенств. При этом каждое вещество можно учитывать только в одном неравенстве. Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения изложены в ГОСТ 2761–84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водо- снабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора». Согласно данному стандарту состав воды пресноводных подземных и поверхностных источников водоснабжения должен соответствовать следую- щим требованиям: сухой остаток не более 1000 мг/дм 3 (по согласованию с органами санитарно-эпидемиологи- ческой службы допускается до 1500 мг/дм 3 ), концентрация хлоридов не более 350 мг/дм 3 , а сульфатов не более 500 мг/дм 3 , общая жёсткость не более 7 моль/дм 3 (по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается до 10 моль/дм 3 ), концентрации химических веществ не должны превышать ПДК для воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, а также норм радиационной безопасности. 3.3. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ Контроль качества воды любого типа и отбор проб воды регламентируется стандартами, приведёнными в прил. 3. Пункты контроля качества водоёмов и водотоков подразделяются на I, II, III и IV категории. Категории пунктов и их расположение определяют в установленном порядке с учётом комплекса факторов: народохозяй- ственного значения водного объекта, качества воды, размера и водности водотока, количество жителей в насе- лённом пункте и других факторов. Пункты контроля включают один или несколько створов. Створ – поперечное сечение водоёма или водо- тока, в котором производится комплекс работ для получения данных о составе и свойствах воды. Створы уста- навливают с учётом гидрометеорологических и морфологических особенностей водоёма или водотока, распо- ложения источников загрязнения, объёма и состава сбрасываемых сточных вод, интересов водопользователей в соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Два и более створа ус- танавливаются на водотоках при наличии организованного сброса сточных вод, при отсутствии организованно- го сброса сточных вод устанавливают по одному створу. Один из них располагают на расстоянии 1 км выше от источника загрязнения, вне зоны его влияния, другие – ниже источника загрязнения (ГОСТ 17.1.3.07–82, РД 52.24.309). При выборе створа ниже источника загрязнения необходимо, чтобы он был расположен вместе достаточ- но полного смешения сточных вод с водой водотока. При наличии группы источников загрязнения верхний створ располагают выше первого источника, ниж- ний – ниже последнего. Границу зоны загрязненности (той части водоёма, в которой нарушены нормы качества воды по одному или нескольким показателям) устанавливают по размерам максимальной зоны загрязнённости, определённой расчётным путём согласно ГОСТ 17.1.1.02 и уточнённой при проведении обследования водоёма. На водоёмах с умеренным и замедленным водообменом один створ устанавливают в не подверженной за- грязнению части водоёма, другой совмещают со створом сброса сточных вод; остальные створы проходят па- раллельно, по обе стороны от створа сброса сточных вод (не менее двух – на расстоянии 0,5 км ниже места сброса сточных вод и непосредственно перед местом сброса). При выборе точного места отбора необходимо, чтобы проба была репрезентативной (адекватной водному объекту в данном месте), т.е. вода должна быть отобрана в створе полного смешения по вертикальному и гори- зонтальному профилям. Все предполагаемые места отбора на водном объекте должны быть изучены на предмет однородности по поперечному сечению в месте отбора проб. Это осуществляется путём отбора проб через интервалы по попе- речному сечению на различных глубинах в соответствии с рекомендациями международной Организации ГСМОС/ВОДА – GEMS/W.92.1 «GEMS/WATER. Operational Guide. Third Edition (1990)». Станции мониторинга качества воды следует размещать в местах, в которых производится измерение реч- ного стока (на гидрологических постах или вблизи их, в точках, где не происходит значительного изменения речного стока), чтобы иметь данные о расходе воды и возможность рассчитать массу стока различных опреде- ляемых веществ. Иногда можно произвести расчёт стока косвенно, учитывая данные двух или более водомер- ных станций, или провести полевые исследования. Место отбора проб должно быть доступно при любых погодных условиях, особенно в районах с суровыми климатическими условиями. Поскольку отобранная проба воды содержит по сохранности три типа изучаемых показателей: 1) консер- вативные, длительно сохраняющиеся (хлориды, сульфаты и т.д.); 2) не консервативные, сохраняющиеся огра- ниченное время (биогенные элементы, ионы металлов); 3) не сохраняющиеся (БПК, кислород и т.д.), место от- бора проб не должно быть слишком удалённым от лаборатории, в которой производится анализ. Время достав- ки пробы не должно превышать 24 часов для первых двух типов показателей. При выборе места отбора следует уделять внимание вопросам безопасности, т.е. отбор проб не должен быть сопряжён с риском для жизни. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод регламентируется нормативно- техническим документом Р 52.24.353–94 от 1995–10–01. Задачи отбора проб определяют содержание следующих программ: 1) программы контроля качества включают контроль концентрации веществ и характеристик состава и свойств воды на соответствие предельно допустимым концентрациям (ПДК) загрязняющих веществ и (или) допустимым нормам сбросов. Такие программы чаще всего используются службами государственного контро- ля и надзора; 2) программы характеристики качества включают определение значений ряда параметров за данный пе- риод времени. Программы могут быть эпизодическими, рассчитанными на конкретное исследование, кратко- срочными (для редких, но систематических наблюдений) и долгосрочными (для систематических регулярных наблюдений). Краткосрочные и долгосрочные программы также имеют исследовательский характер и являются основой оценки состояния изучаемого объекта. Одной из долгосрочных программ является Государственная служба наблюдений за загрязнением природной среды (ГСН) Федеральной службы России по гидрометеороло- гии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета); 3) программы исследования причин загрязнения направлены на определение источников загрязнения, кон- центраций загрязняющих веществ и их поведения в водном объекте. Все виды программ должны включать установление перечня характерных параметров, методов их анализа и программу отбора проб (включающую установление местонахождения пунктов отбора проб, периодичность отбора проб, виды проб, способы отбора, устройства для отбора, способы обработки проб). Качество воды в водных объектах редко бывает постоянным во времени, оно подвержено изменениям. Чем большее количество проб использовалось для определения значений параметров, тем уже будут пределы воз- можных различий между наблюдаемыми и истинными значениями. Непостоянство качества воды обусловлено количественными изменениями концентрации веществ, посту- пающих в водный объект. Такие изменения могут быть вызваны естественными причинами или являться ре- зультатом деятельности человека, могут носить циклический или случайный характер. Если изменения носят циклический характер и отбор проб производится также циклично, то можно оце- нить произошедшие за цикл изменения качества воды. Для установления частоты отбора проб необходимы предварительные исследования, включающие на пер- вом этапе сбор информации обо всех влияющих на качество воды факторах, а также о требованиях, предъяв- ляемых к качеству воды в данном месте. Если собранных данных недостаточно, проводят исследование, полная схема которого выглядит следующим образом: 1) еженедельный отбор проб в течение года; 2) ежедневный отбор проб непрерывно в течение недели каждую 13-ю неделю (четыре периода отбора в течение года); 3) отбор проб каждый час в течение суток с периодичностью 13 недель (четыре периода в течение года, 24 пробы за период); 4) отбор проб каждые четыре часа в течение недели с периодичностью 13 недель (42 пробы за период). Используя указанную выше схему, приспособленную к местным условиям, можно получить разнообраз- ные статистические характеристики годовых, квартальных, ежедневных и месячных распределений. Предло- женные варианты исследования рекомендуются для рек, которые подвержены наибольшим изменениям. Для озер рекомендуются следующие варианты предварительного исследования: пять последовательных дней в самое теплое время года; пять последовательных дней каждые 13 недель. Если предварительное исследование по какой-либо причине не производится, можно принять для первого года наблюдений следующую частоту отбора проб: для рек – каждые две недели; для озёр – каждые два месяца; для подземных вод – каждые три месяца. В Государственной службе наблюдений за загрязнением поверхностных вод частота отбора и виды про- грамм связаны с категоричностью пункта контроля. В соответствии с РД 52.24.309 категорию пункта контроля определяют с учётом комплекса факторов. Пункты контроля категории 1расположены на средних, больших (по ГОСТ 17.1.1.02) водоёмах или во- дотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение в: − районах городов с населением свыше 1 млн. жителей; − местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых организмов; − районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ и заморных явлений среди водных организмов; − районах организованного сброса сточных вод при высокой загрязнённости воды. Допускается располагать пункты контроля категории 1 на малых водоёмах и водотоках. В пунктах катего- рии 1 наблюдения по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят: − ежедневно в первом после выпуска сточных вод створе (по сокращённой программе 1). Кроме того, от- бирают пробу воды в объёме не менее 5 л для хранения в течение пяти суток на случай необходимости прове- дения гидрохимического анализа при чрезвычайных ситуациях (заморные явления, гибель рыбы и т.д.); − ежедекадно (по сокращённой программе 2); − ежемесячно (по сокращённой программе 3); − в основные фазы водного режима (по обязательной программе). Пункты контроля категории 2 располагаются на водоёмах и водотоках: − врайонах городов с населением от 0,5 до 1,0 млн. жителей; − в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых организмов; − на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек; − в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод; − при пересечении реками государственной границы; − в районах со средней загрязнённостью воды. В пунктах категории 2 наблюдения по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят: − ежедневно (визуальные наблюдения); − ежедекадно (по сокращённой программе 1); − ежемесячно (по сокращённой программе 3); − в основные фазы водного режима (по обязательной программе). Пункты контроля категории 3располагают на водоёмах и водотоках: − в районах городов с населением менее 0,6 млн. жителей; − на замыкающих участках больших и средних рек; − в устьях загрязнённых притоков больших рек и водоёмов; − в районах организованного сброса сточных вод при низкой загрязнённости воды. В пунктах категории 3 наблюдения по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят: − ежемесячно (по сокращенной программе 3); − в основные фазы водного режима (по обязательной программе). Пункты категории 4 располагают на незагрязнённых участках водоёмов и водотоков, а также на водоёмах и водотоках, расположенных на территории государственных заповедников и природных национальных пар- ков, являющихся уникальными природными образованиями. В пунктах категории 4 наблюдения по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводят в ос- новные фазы водного режима (по обязательной программе). Наблюдения по обязательной программе на большинстве водотоков проводят семь раз в год: во время по- ловодья – на подъёме, пике и спаде; во время летней межени – при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка; осенью перед ледоставом; во время зимней межени. На отдельных водотоках периодичность наблюдений по обязательной программе может иметь свои осо- бенности, связанные с водным режимом на: − водотоках с длительным (более месяца) половодьем число наблюдений увеличивается до восьми в год (пробы отбирают на подъёме, пике, в начале и конце спада половодья); − водотоках с устойчивой летней меженью, где осенний подъём воды выражен слабо, число наблюдений снижается до пяти – шести в год; − временных водотоках число наблюдений снижается до трёх – четырёх в год; − водотоках, характеризующихся паводочным режимом в течение всего года, число наблюдений должно быть не менее восьми; − водотоках, расположенных в горных районах, число наблюдений может колебаться от 4 до 11 и опре- деляется типом водотока. В зависимости о величин гидробиологических и микробиологических показателей выделяют шесть клас- сов качества воды: I – очень чистые; II – чистые; III – умеренно загрязненные; IV – загрязненные; V – грязные; VI класс – очень грязные. Контроль качества поверхностных вод на территории Тамбовской области осуществляется на четырёх водных объектах у пяти пунктов, в 12 створах (табл. 3.1). Перечень контролируемых ингредиентов в поверхностных водах на территории Тамбовской области при- ведён в табл. 3.2. |