Нормирование сбросов вредных веществ

При решении проблем защиты водного бассейна прежде всего рассматривается степень предельно допустимого загрязнения воды водного объекта и способность его к нейтрализации примесей (ПДК).

ПДК примесей в воде водного объекта - нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на организм человека и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового, рыбохозяйственного и других видов водопользования. Иными словами, ПДК - это такая концентрация вредных веществ, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - это соблюдение установленных ПДК вредных веществ, т.е. группы экологических стандартов, оценивающих санитарное состояние окружающей среды в целом.

Санитарное состояние водных объектов и качество воды их у мест водопользования должны соответствовать нормативным показателям, т.е. ПДК.

Для веществ, загрязняющих воду водного объекта, установлено раздельное нормирование по ПДК. Принцип разделения связан с категорией водоема (водопользования) (Рис.4 ).

Рис. 4. Принцип разделения водопользования

К качеству воды каждой категории водопользования предъявляются различные требования: в одних случаях - более, в других менее жесткие. Например, ПДК гексахлорана (ядохимикат) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и

культурно-бытового назначения установлена в 0,02 мг/л, а в воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этого вещества не допускается (ПДК - отсутствие вещества) , что объясняется аккумулированием его в последовательных звеньях пищевых цепей.

Некоторые вещества могут оказывать воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны как при попадании внутрь, так и при контактном воздействии. Соответственно, присутствие первых ограничивает возможности использования воды для питьевых нужд (токсикологическое ограничение), а вторых - как для питьевых, так и для санитарно-бытовых целей (санитарно-токсикологическое ограничение).

Некоторые вещества вредны в сравнительно высоких концентрациях именно при контактном и органолептическом воздействии, и поэтому их ПДК в водных объектах I категории имеют более высокие значения с общесанитарной точки зрения. Однако в водоемах II категории они вредны для их тиофауны и здесь на первое место выдвигается их токсикологическое действие. Например, ПДК аммиака в водоёмах I категории - 2 мг/л (по азоту), а в воде водоемов II категории - в 40 раз ниже (0,05 мг/л).

Существуют вещества, малоядовитые для человека, но обладающие резким запахом (нефтепродукты). В водоемах I категории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основу ограничения для них положены органолептические свойства воды, загрязненной нефтепродуктами (ПДК = 0,3 мг/л). Однако мясо рыб, обитающих в воде, загрязненной нефтепродуктами, обладает более резким запахом, и кроме того, углеводороды нефти токсичны для икры, мальков, личинок. Поэтому в водоемах II категории присутствие нефтепродуктов лимитируется и по токсикологическому, и по рыбохозяйственному признаку, а ПДК их снижается до 0,05 мг/л.

Таким образом, для характеристики чистоты воды водоемов наряду с ПДК используется и другой норматив: лимитирующий показатель вредности ЛПВ, отражающий приоритетность требований к качеству воды.

В водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения в основу нормирования ПДК веществ положены преимущественно санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический лимитирующие признаки, а в водоемах рыбохозяйственного назначения - в основном токсикологический, и отчасти - органолептический признаки. Что касается ПДК вредных веществ в воде водных объектов, то соответственно лимитирующим показателям вредности существуют два вида ПДК: для воды водоемов I категории и для воды водоемов II категории.

Для водоемов I категории ПДК в воде установлены для 1345 веществ (1988 г.), а для водоемов II категории - для 1109 веществ (1995 г.).

Промышленное предприятие, являющееся потребителем воды и источником загрязнения водоема при сбросе в него использованной (сточной) воды, несет ответственность за превышение тех или иных показателей качества воды, а следовательно, обязано соблюдать установленные нормативы за счет выполнения мероприятий, направленных на снижение или предотвращение изменения качества воды в данном водном объекте. При этом возникает много сложностей для расчетов, планирования и проектирования мероприятий, когда показателя ПДК недостаточно для обеспечения требуемого качества воды.

Чтобы устранить эти сложности и гарантировать качество воды в контролируемом створе, для каждого предприятия должен устанавливаться предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ.

ПДС загрязняющего вещества - масса этого вещества в отводимых в водоем сточных водах, максимально допустимая для отведения в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды (ПДК) в контрольном створе.

ПДС устанавливаются исходя из ПДК вредных веществ в местах

водопользования, ассимилирующей способности водоема и оптимального распределения

массы сбрасываемых веществ. При поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности с учетом количества примесей, поступающих сюда же с предприятий, расположенных выше (по течению), сумма отношений фактических концентраций этих веществ С₁, С_2,...,С_п к их ПДК не должна превышать единицы, т.е.

.

Контроль и управление качеством воды в водных объектах предусматривает решение следующих задач:

1) определение требуемой степени очистки воды;

2) установление степени разбавления сточных вод для обеспечения рассеивания их примесей до неопасных концентраций в пункте водопользования;

3) прогнозирование качества воды водного объекта на заданную перспективу.

Основное уравнение смешения сточных вод с водой объекта имеет вид:

,

где Q и q - расходы воды в водотоке и сточных вод соответственно;

С_р и С_ст - концентрации данного вещества в воде водного объекта (фоновая) и в сточных водах;

С_п.п.в - концентрация загрязняющего вещества перед расчетным пунктом водопользования (в общем случае на расстоянии 1 км от места забора воды);

γ - коэффициент смешения.

Решая предыдущее уравнение относительно С_п.п.в, имеем:

Эта формула позволяет прогнозировать санитарное состояние воды водного объекта при всех заданных параметрах.

Если С_п.п.в < ПДК, то прогноз благоприятен, и, следовательно, меры, принимаемые на предприятии по очистке сточных вод, достаточны, и наоборот, если С_п.п.в > ПДК, сточные воды не могут быть сброшены в данный водный объект без дополнительной очистки.

Для определения максимальных, предельных концентраций вредных веществ (С_ст._пр), которые может допустить предприятие в стоках, чтобы их сброс не вызвал превышение их концентраций в пункте водопользования, пользуются уравнением:

Если вода водоема уже загрязнена так, что С_р ≥ СПДК, то С_ст.пр ≤ С_ПДК , или

и сброс сточных вод недопустим.