Оценка опасности вредных веществ в водной среде
Для оценки опасности вредных веществ при их поступлении в воду используют совокупность иных специфических токсикометрических характеристик, в зависимости от значений которых конкретное вещество и относят к тому или иному классу опасности. Основным показателем здесь является подпороговая (максимальная недействующая) концентрация МНК, мг/л, определяемая по санитарно-токсикологическим признакам при поступлении вещества в организм с водой. Другим показателем является подпороговая (максимальная недействующая) доза вещества МНД:
МНД = МНК/20 (5.1)
Таким образом, подпороговая доза в 20 раз меньше, чем соответствующая концентрация данного вещества в воде.
Поскольку наряду с раздражающим, токсическим или комплексным действием на организм многие вещества обладают специфическими привкусами и запахами, оценивается также подпороговая органолептическая концентрация ППКорг, определяемая восприятием вещества органами чувств.
Кроме названных, к токсикометрическим характеристикам вредных веществ в воде относятся:
пороговая концентрация, не влияющая на санитарные характеристики воды в водном объекте, ПКсан;
пороговая доза по отдаленным эффектам, ПДотд;
пороговая доза по общетоксическому действию, ПДобщ.
Класс опасности вещества в воде устанавливается в четыре этапа, причем на первых двух этапах чрезвычайно опасные вещества не определяются. Для установления класса опасности используют различные отношения между экспериментально установленными характеристиками (табл. 5.1).
Степень предельно допустимого загрязнения воды в водном объекте, зависящая от его физических особенностей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается как предельно допустимая нагрузка ПДН. Но поскольку использование воды связано с изъятием ее из водоема (или водотока) и угрозой истощения этого объекта, разрушением экосистемы, а также с использованием для целей купания, рыбной ловли, отдыха на воде, то ограничение нагрузки только с точки зрения поступления в воду загрязняющих веществ оказывается недостаточным. Поэтому в настоящее время стоит проблема разработки нормативов предельно допустимой экологической нагрузки на водные экосистемы ПДЭН.
Класи небезпеки речовин враховують:
- при виборі сполук, що підлягають першочерговому контролю у воді, як індикаторні речовини;
- при встановленні послідовності водоохоронних заходів, що ви¬магають додаткових капіталовкладень;
- при обґрунтуванні рекомендацій про заміну в технологічних процесах високо небезпечних речовин на менш небезпечні;
- при визначенні черговості в розробці чутливих методів аналітичного визначення речовин у воді.
Таблиця 5.1 – Критерии оценки и классы опасности
Последова- тельность (этап исследований) |
Критерии оценки
|
Классы опасности |
|
||||
I чрезвычайно опасные |
II высоко опасные |
III умерено опасные |
IV малоопасные |
||||
1
2 3 4 |
МНК/ПКорл МНК/ПКсан МНК,мг/л ЛД50/МНД ПДотд/ПДобщ |
- - 0,001 106 1 |
1 1 0,001-0,1 106—108 1- 10 |
1-10 1-10 0,1-10 105—104 10—100 |
10 и более то же
104 и менее 100 и более |
||
Репрезентативные показатели.
В условиях интенсивного антропогенного воздействия разнообразие состава промышленных сточных вод, сбрасываемых в водотоки и водоемы, затрудняет получение полной и надежной информации об уровне загрязненности последних.
В связи с этим при использовании гидрохимического материала для интегральной оценки большое значение приобретает выделение ограниченного числа репрезентативных показателей (представительных, показательных!). С помощью которых можно получить достаточно объективную характеристику качества воды, имеющую генетическую связь с источником загрязнения.
Интегральная оценка загрязненности предусматривает использование гидрохимических показателей, характеризующих присутствие веществ как неорганического, так и органического характера. В последнем случае репрезентативные групповые показатели характеризуют соответствующие группы органических химических веществ (одного или нескольких классов), превалирующих в химическом составе сточных вод рассматриваемых производств вместе с тем специфичных для фонового загрязнения водных объектов и наиболее токсичных для установленных категорий водопользования.
Наряду с установлением лимитирующих веществ представляет интерес выделение репрезентативных показателей, помогающих выявлять загрязнение, обусловленное сбросом конкретных видов сточных вод (по их происхождению). Особенно важно это при расчетах и прогнозах уровня загрязнения водных объектов с использованием расчетных методов и математических моделей.
Выбор гидрохимических показателей, репрезентативных для оценки изменения качества воды под влиянием антропогенных факторов, является одним из сложных методических вопросов. При его решениях необходимо учитывать различие между двумя основными типами загрязнения водных объектов:
1. загрязнение вызвано сосредоточенными сбросами сточных вод;
2. нарушение естественного качества вод в результате влияния мелких притоков загрязненных вод или выпадения загрязняющих веществ из атмосферы и вымывания их из различных слоев почвенно-грунтовой толщи водосбора.
В первом случае для выбора репрезентативных показателей необходимо располагать данными о составе сточных вод, поступающих в водный объект.
Проработки по выбору репрезентативных показателей, выполненные на примере сточных вод ряда отраслей промышленности, показывают возможность реализации такого подхода.
Например, для сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности можно выделить качество специфических ингредиентов (показателей!) лигнин (в форме сульфатного лигнина или лигносульфонатов) и группу сернистых органических соединений (диметилсульфид, метилмеркаптан и т.д.). Остальные компоненты не являются достаточно специфическими и в больших концентрациях могут поступать с хозяйственно-бытовыми и другими видами сточных вод. Наряду с этим определенное значение в качестве индикационного признака могут иметь соотношения между значениями некоторых групповых показателей, например между перманганатной окисляемостью и ХПК, между БПК и ХПК. Указанные соотношения для сточных вод разных типов колеблются в достаточно определенных интервалах, что позволяет их использовать в качестве характерных коэффициентов. Аналогичный подход к выявлению репрезентативных показателей применим и к другим видам сточных вод.
Общие принципы выбора репрезентативных показателей, основанные на учете состава сточных вод и трансформации загрязняющих веществ, можно сформировать следующим образом: выбираемые из объема гидрохимичекой информации ингредиенты (показатели) должны отличаться специфичностью относительно состава сточных вод, преобладающих в общем объеме сброса, максимальным превышением содержания над уровнем ПДК, наименьшей скоростью трансформации после выброса в водный объект, наибольшим превышением над ПДК среди веществ, лимитируемых по общесанитарному показателю вредности. Последнее обосновывается тем, что присутствие в воде веществ этой группы подавляет процессы самоочищения водного объекта. Во втором случае, когда нарушение естественного качества воды не связано с сосредоточенными выпусками сточных вод, а представляют собой результат влияния многочисленных мелких притоков загрязненных водных масс или вымывания загрязняющих веществ из различных слоев почво-грунтов водосборов, возникает задача оценки фоновой нагрузки водного объекта загрязняющими веществами.
Выбор гидрохимических показателей, репрезентативных для оценки фонового состояния воды, должен базироваться на данных натурных гидрохимических наблюдений, проводимых на участках рек выше городов или местных сосредоточенных выпусков сточных вод, и учитывать наличие нормативных критериев качества воды, установленных для различных видов водопользования.
Для гігієнічної оцінки використовують наступні показники:
- кількість завислих речовин;
- кількість плаваючих речовин;
- температура;
- водневий показник рН;
- мінеральний склад;
- розчинений кисень;
- біологічно повне споживання кисню (БСКповне);
- хімічне споживання кисню (ХСК);
- наявність збудників захворювань;
- кількість лактозопозитивних кишкових паличок (ЛКП);
- кількість каліфагів у бляшкоутворюючих одиницях;
- наявність життєздатних яєць гельмінтів та найпростіших кишкових;
- кількість хімічних речовин.
По данным о лимитирующих и репрезентативных показателях, входящих в состав режимных сетевых гидрохимических наблюдений, можно получить такие важнейшие количественные характеристики степени загрязненности рек, как продолжительность периодов стока загрязненных (или чистых) речных вод и их объемы - в долях от годового стока или непосредственно в м3/год.
Наличие сведений о расходах и составе сточных вод позволяет дополнительно рассчитать ряд интегральных показателей, характеризующих общую нагрузку реки загрязняющими веществами.