Критерии санитарно-гигиенической оценки степени опасности загрязнения питьевой воды централизованного водоснабжения

Показатели	Степени экологического неблагополучия
	1-я зона – относительно удовлетворительная	4-я зона – кризисная (зона ЧЭС)	5-я зона – катастрофическая (зона ЭБ)
Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	0	< 10	і 10
Коли-индекс	< 3	< 50	> 50
Индекс колифага	0	< 10	> 10
Содержание токсичных веществ первого класса опасности: бериллия ртути, тетраэтилсвинца и др.	< ПДК	(2…3) ПДК	> 3 ПДК
Содержание токсичных веществ 2-го класса опасности: алюминия, бария, бора, кадмия, мышьяка, нитритов, свинца и др.	< ПДК	(5…10) ПДК	> 10 ПДК

Примечание. Коли-индекс – количество кишечных палочек в 1 л воды. Индекс колифага (показатель вирусного загрязнения) – количества бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 1 л воды.

Лекция № 13. Виды загрязнения водоемов. Последствия загрязнения

.

Классификация видов зв

По растворимости в воде

По природе

нерастворимые

.

минеральные

.

коллоидные

.

органические

.

растворимые

.

бактериальные

.

Рис. 13. Виды загрязняющих веществ

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов.

Различают следующие группы сточных вод (СВ) в зависимости от источников образования:

1. Хозяйственно-бытовые СВ городов и поселков городского типа.

2. СВ промышленных предприятий, в которых хозяйственно-бытовые СВ полностью отсутствуют или объем их незначителен.

3. Смешанные СВ. (наиболее распространены для городов).

4. Условно чистые воды промышленных предприятий, которым согласно установленным правилам разрешается сбрасывать очищенные воды в водоем при условии, что концентрация вредных веществ, не превышает ПДК.

5. Нагретые воды промышленных предприятий и ТЭС. Такие воды опасны, прежде всего «тепловым» эффектом загрязнения воды. Подогрев стимулирует рост водорослей, нарушает естественный биоценоз водоема, что приводит к накоплению органического вещества и эффекту заиления водоема – эфрофикации.

6. Стоки крупных животноводческих комплексов. Особую опасность представляют нитрат и фосфат анионы, так как попадая в водоем, они снижают содержание растворенного кислорода.

7. Дренажные воды орошаемых земель. Такие воды потенциально опасны тем, что смывают минеральные удобрения, пестициды, гербициды в водоемы.

8. Воды шахтного водоотлива. Такие воды образуются при осушении месторождений полезных ископаемых, характеризуются сильной минерализацией.

9. Балластные промывные воды нефтеналивных и других судов, СВ водного транспорта.

10. Засорения, вносимые в результате сплава древесины.

11. Радиоактивные загрязнения.

12. Поверхностный сток – ливневые и талые воды. Их различают:

- с территории населенных мест;

-с территории промышленных предприятий;

- с транспортных земель;

- с животноводческих ферм;

- полей, лесов, обработанных средствами химизации;

- эррогированный сток (жидкие и селевые оползни).

Самые загрязненные воды предприятий условно делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Старейшим видом загрязнения вод являются прямые отходы человеческой жизнедеятельности. В пересчете на сухое вещество каждый взрослый человек за год «производит» около 20 кг органического вещества, 5 кг азота и 1 кг фосфора. Первоначально эти отходы напрямую использовались в качестве удобрений, затем появились первые земляные уборные. Часть отходов при этом неизбежно попадала в источники питьевой воды. Именно поэтому большие города уже в древности стали строить водопроводы из достаточно удаленных от мест скопления людей источников.

Поступающие в водотоки и водоемы легкоокисляемые органические вещества подвергаются там химическому и микробиологическому окислению. Для измерения содержания органических веществ в воде принято пользоваться величиной биохимического потребления кислорода за 5 сут. (БПК₅, BOD₅ – Biochemical Oxygen Demand). Ее определяют по разнице содержания в воде кислорода при отборе пробы и после пяти суток инкубации без доступа кислорода. БПК₅, отражая содержание легкоокисляемой органики в воде, является универсальным показателем, используя который можно сопоставить степень загрязнения от разных источников. Так, в табл. 26 загрязнение от предприятий различного профиля выражено в эквивалентах загрязнения от людей.

Большой вред приносят смываемые с полей, орошаемых массивов, лесных почв пестициды, которые не поддаются биологическому распаду и сохраняются на протяжении многих лет в пресной и морской воде. Они вызывают гибель обитателей водоемов на ранних стадиях развития, различные мутации и вырождение особей. Особенно опасны хлороорганические пестициды, обладающие наибольшей способностью накапливаться в организме гидробионтов, что может приводить к летальному исходу. Большинство фосфороорганических пестицидов накапливаются в воде и рыбе в незначительных количествах. Разложение пестицидов под действием микроорганизмов в донных отложениях происходит наиболее быстро в тех случаях, когда образуются гидрофильные метаболиты.

Последствия загрязнения бытовыми сточными водами. Легкоокисляемое органическое вещество, в избытке содержащееся в коммунально-бытовых стоках, становится питательной средой для развития множества микроорганизмов, в том числе и патогенных. В нормальной почве содержится большое количество микроорганизмов, способных вызывать тяжелые инфекционные заболевания. Обычно питьевая вода защищена от вторжения этих микроорганизмов тем, что содержание в ней доступной пищи для бактерий (легкоокисляемых органических веществ) невелико и практически все они используются нормальной водной микрофлорой

Кроме непосредственной опасности развития патогенных организмов в воде, загрязненной бытовыми стоками существует другое непрямое неприятное для человека последствие этого вида загрязнений. При разложении органического вещества (и химическом, и микробиологическом), как мы уже упоминали выше, потребляется кислород. В случае тяжелого загрязнения содержание растворенного в воде кислорода падает настолько, что это сопровождается не только заморами рыбы, но и невозможностью нормального функционирования микробиологических сообществ. Происходит деградация водной экосистемы. В проточных водах и в водоемах картина последствий загрязнения бытовыми стоками выглядят по-разному.

В проточных водах образуются четыре, следующие друг за другом по течению, зоны. В них совершенно четко выражены градиенты содержания кислорода (увеличение от места сброса вниз по течению), биогенных веществ и БПК₅ (соответствующее снижение), видового состава биологических сообществ.

Первая зона – зона полной деградации, где происходит смешивание сточных и речных вод. Далее располагается зона активного разложения, в которой микроорганизмы разрушают большую часть попавших органических веществ. Затем следуют зоны восстановления качества воды и, наконец, чистой воды.

Еще в начале ХХ в. Р. Кольквитц и М. Марссон привели списки индикаторных организмов для каждой из этих зон, создав так называемую шкалу сапробности (от «сапрос», гр. – гнилой).

В первой зоне – полисапробной содержится значительное количество нестойких органических веществ и продуктов их анаэробного распада, много белковых веществ. Фотосинтез отсутствует, и кислород поступает в воду только из атмосферы, полностью расходуясь на окисление. Анаэробные бактерии вырабатывают метан, Desulfovibrio desulphuricans восстанавливает сульфаты до сероводорода, что способствует образованию черного сернистого железа. Благодаря этому ил черный, с запахом сероводорода. Очень много сапрофитной микрофлоры, нитчатых бактерий, серных бактерий, простейших – инфузорий, бесцветных жгутиковых, олигохет – тубифицид.

В следующей за ней α-мезосапробной зоне идет аэробный распад органических веществ. Аммонийные бактерии метаболизируют азотные соединения с образованием аммиака. Высокое содержание углекислоты, кислорода все еще мало, но сероводорода и метана уже нет, БПК₅ составляет десятки мг·л^-1. Сапрофитные бактерии исчисляются десятками и сотнями тысяч в 1 мл. Железо присутствует в окисной и закисной формах. Протекают окислительно-восстановительные процессы. Ил серого цвета. Преобладают организмы, приспособившиеся к недостатку кислорода и высокому содержанию углекислоты. Много растительных организмов с миксотрофным питанием. В массе развиваются нитчатые бактерии, грибы, осциллятории, хламидомонады, эвглены. Встречаются сидячие инфузории, коловратки, много жгутиковых. Много тубифицид и личинок хирономид.

В β-мезосапробной зоне практически нет нестойких органических веществ, они почти полностью минерализовались. Сапрофитов – тысячи клеток в мл. Содержание кислорода и углекислоты колеблется в зависимости от времени суток. Ил желтый, идут окислительные процессы, много детрита. Много организмов с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды. Встречаются диатомеи, зеленые, много протококковых водорослей. Появляется роголистник. Много корненожек, солнечников, инфузорий, червей, моллюсков, личинок хирономид. Встречаются ракообразные и рыбы.

Олигосапробная зона соответствует зоне чистой воды. Цветения не бывает, содержание кислорода и углекислоты постоянно. На дне мало детрита, автотрофных организмов и червей, моллюсков, хирономид. Много личинок поденок, веснянок, можно встретить стерлядь, гольяна, форель.

Еще одно важное последствие бытового загрязнения вытекает из того, что коммунальные сточные воды, кроме большого количества органических веществ, несут и много биогенных элементов. Результатом этого становится антропогенное эвтрофирование водоемов и водотоков.

Опасности эвтрофирования подвергаются даже моря. Так, в настоящее время Северное море получает азота в 4 раза больше фонового уровня, фосфатов в 7 раз больше фонового. От этого прироста 37 % азота и 68 % фосфата – из бытовых сточных вод, 60 % азота и 25 % фосфатов – из сельскохозяйственных смывов (Frid, 2002).

Наконец, эвтрофирование приводит к вспышкам «цветения» (массового развития) водорослей.