ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие

531

размещением, проектированием, строительством и реконструкцией хозяйственных и иных объектов, оказывающих влияние на состояние водных объектов;

решением других вопросов в области использования и охраны водных объектов.

Процедура разработки нормативов ПДВВ включает:

сбор и анализ имеющейся информации о целевом использовании водного объекта, хозяйственной и иной деятельности в его бассейне;

оценку современного состояния водного объекта с учетом гигиенических, рыбохозяйственных и экологических требований;

характеристику источников воздействия на водный объект. При этом учитывают:

природные особенности территории, на которой расположен водный объект;

экологическую и санитарную обстановку в бассейне водного объекта; устойчивость водных экосистем к антропогенным воздействиям и спо-

собность их к восстановлению; категорию целевого использования водного объекта (хозяйственно-

питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного).

Разработку нормативов ПДВВ осуществляет Минприроды России, его территориальные органы и органы исполнительной власти заинтересованных субъектов России с участием Росгидромета и его территориальных органов, Миннауки России, Российской академии наук и их подведомственных организаций или по заказу Минприроды России и органов исполнительной власти субъектов России – научные, проектные и иные организации, имеющие лицензию на этот вид деятельности.

Разработанные нормативы ПДВВ (прил. Б) вместе с обосновывающими материалами – пояснительной запиской и приложениями к ней представляют на согласование Госкомрыболовству России либо его территориальным органам, Министерству здравоохранения и социального развития России либо его территориальным центрам санитарно-эпидемиоло-гического надзора, после чего направляют на государственную экологическую экспертизу и согласование в Федеральное агентство водных ресурсов.

Согласованные нормативы ПДВВ с положительным заключением государственной экологической экспертизы утверждает Минприроды России либо его территориальные органы и органы исполнительной власти субъекта России.

Приводим пример нормативного ПДВВ с примечанием.

Водный объект: река Москва от г. Звенигорода до п. Тучково; водный объект комплексного назначения

Вид воздействия: привнос химических веществ Норматив: величина поступления химических веществ Показатель: масса химических веществ Значение показателя и единица измерения:

азот аммонийный (NH4) – не более 300 т в год железо общее – не более 5 т в год медь общая – не более 0,3 т в год

532

Срок действия: 3 года.

В случае изменения экологической обстановки в бассейне водного объекта или получения новых данных о состоянии водного объекта установленные нормативы могут быть пересмотрены.

Примечание. Приведенный пример содержит условные значения показателей нормативов ПДВВ.

5.10.5. Предельно допустимый сброс в водный объект

Предельно допустимый сброс в водный объект (ПДС) – это масса веществ или микроорганизмов в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе.

Нормативы ПДС используют при выдаче лицензий на водопользование, осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов, установлении размера платежей, связанных с водопользованием, наложении штрафов и предъявлении исков о возмещении ущерба при нарушении водного законодательства, оценке эффективности водоохранных мероприятий.

ПДС устанавливают для каждого выпуска сточных вод и каждого загрязняющего вещества, в том числе продуктов его трансформации, исходя из условий недопустимости превышения ПДК загрязняющего вещества в установленном контрольном створе или на участке водного объекта с учетом его целевого использования, а при превышении ПДК в контрольном створе – исходя из условия сохранения (не ухудшения) состава и свойств воды в водных объектах. В случае одновременного использования водного объекта для различных целей к составу и свойствам воды принимают наиболее жесткие меры из числа установленных.

Количественным критерием ПДС служат ПДК, ОДУ веществ, ПДВВ, установленные нормативными документами федерального уровня, определяющими требования к качеству воды в водных объектах различного целевого использования.

При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для хозяйст- венно-питьевых и культурно-бытовых целей, нормы качества воды водных объектов или ее природный состав и свойства в случае превышения этих норм должны выдерживаться в водотоках на участке в один километр выше ближайшего по течению пункта водопользования, а в водоемах – на акватории в радиусе одного километра от пункта водопользования.

При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для рыбохозяйственных целей, нормы качества воды в них или ее природный состав и свойства в случае превышения этих норм должны соблюдаться в пределах всего рыбохозяйственного участка, начиная с контрольного створа, определяемого в каждом конкретном случае территориальным органом федерального органа управления использованием и охраной рыбных ресурсов, но не далее 500 м от места сброса сточных вод.

533

Нормативы ПДС при сбросе сточных вод на поля фильтрации, поля подземной фильтрации не устанавливают. Сброс сточных вод на рельеф на рельеф местности не является видом специального водопользования. В данном случае устанавливают лимиты сброса вредных веществ (допустимые концентрации) и объемы сточных вод, или при сбросе сточных вод на рельеф местности вблизи водного объекта, расчет ПДС ведет на близко расположенный водный объект.

Нормативы ПДС разрабатываются водопользователем или по его заказу научной, проектной или иной организацией, имеющей лицензию на проведение данных работ.

Порядок разработки ПДС

Расчет ПДС производят для водотоков, водохранилищ, озер и прибрежных зон морей по Методике /20/.

Расчет величин ПДС для отдельных выпусков водотоков

Величины ПДС определяют для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод q '(м3/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества СПДС (г/м3). При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение СПДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований п. 3.17.5 «Методики...», а затем определяют ПДС по формуле:

Необходимо обязательно соблюдать требование увязки сброса массы вещества, соответствующей ПДС, с расходом сточных вод, так как, например, уменьшение расхода при сохранении величины ПДС будет приводить к концентрации вещества в водном объекте, превышающей ПДК.

Если фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то СПДС определяют в соответствии с п. 3.17.3 «Методи-

ки...».

Основная расчетная формула для определения СПДК без учета неконсервативности вещества имеет вид:

где СПДК – ПДК загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3; СФ – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3; n – кратность разбавления, определяемая по формуле:

534

где Q – минимальный среднемесячный расход воды летне-осеннего пе-

риода 95 % обеспеченности, м3/с; q – расход сточных вод, м3/с; – коэффициент смешения, определяемый по формуле:

где – рассчитывают по формуле:

где 2,72 – основание натурального логарифма; L – расстояние до створа смешения ниже по течению реки согласно п. 3.17.4 «Методики...».

Величину определяют по формуле:

где – коэффициент извилистости реки; – коэффициент, зависящий от места сброса сточных вод, при береговом сбросе равен 1, при выпуске в стрежень реки – 1,5; Д – коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек определяют по формуле:

где Vcp – средняя скорость течения реки на участке смешения, м/сек; Нср – средняя глубина реки в месте выпуска сточных вод, м.

Коэффициент турбулентной диффузии Д можно определить и по другой формуле:

37 nш С2

где g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2); Vср – средняя скорость течения реки, м/с; Нср – средняя глубина реки, м; Пш – коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по таблице М. Ф. Скрибнева; С – коэффициент Шези, м0,5/с, рассчитываемый по формуле Г. В. Железнякова в зависимо-

сти от R и nш.

Продолжительность перемешивания сточной воды от места выпуска до расчетного створа:

535

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:

где k – коэффициент неконсервативности, 1/сут; ℓ – натуральный логарифм = 2,72; t – время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

Значения коэффициента неконсервативности k принимают по данным натурных наблюдений или по справочным данным (табл. 5.14).

Таблица 5.14

Значения коэффициента неконсервативности k

где kср – осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обуславливающих БПКполн, фона и сточных вод, 1/сут; Ссм – БПКполн, обусловленная органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути

перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Величину Ссм принимают: для горных рек – 0,6–0,8 г/м3; для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами – 1,7–2,0 г/м3; для рек болотного питания, или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ – 2,3–2,5 г/м3. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то Ссм принимают равной нулю.

536

Так как в стоке могут содержаться загрязняющие вещества, относящиеся к одной группе по ЛПВ, которые, попадая в водоток одновременно, создают условия комбинированного действия, ПДС устанавливают из расчета:

где С1, С2, C3 ... Cn – концентрации загрязняющих веществ в реке, относящиеся к одной группе ЛПВ; ПДК1, ПДК2, ПДК3 ... ПДКn – предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ данной категории водопользования, относящиеся к одной группе ЛПВ.

Если в реке соблюдается данное неравенство, то это означает, что самоочищающаяся способность реки по веществам данной группы ЛПВ не исчерпана, и расчет СПДС МОЖНО производить по формуле (5.2).

Если же неравенство (5.12) для реки не соблюдается, т. е. вода к месту сброса сточных вод уже загрязнена и СФ СПДК, то уравнение (5.2) принимает следующий вид:

Это означает, что метод расчета с применением формулы смешения (52) не может быть применен, так как самоочищающая способность водотока в данном месте исчерпана и нормативные требования к воде водотока должны быть отнесены к самим сточным водам, сбрасываемым в водоток.

Формула смешения может быть применена только в случае следующего соотношения расхода реки и расхода сбрасываемых сточных вод:

При не соблюдении данного неравенства необходимо использовать методы, разработанные Н. В. Караушевым «Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод».

При сбросе сточных вод с большим набором загрязняющих веществ последние распределяются по ЛПВ – см. табл. 2, 3 приложение 14 «Методи-

ки…».

Для попадающих под общие требования показателей состава и свойств сточных вод таких, как реакция рН, растворенный кислород, ПДС не определяют, состав и свойства по этим показателям см. табл. 1 приложение 14 «Методики…».

РасчетПДСдляотдельныхвыпусковводохранилищиозер

537

Величины ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяют в соответствии с п. 3.18.3.1 по приведенным ниже расчетным формулам, аналогичным формулам п. 3.18.3.2.

Основная расчетная формула для определения СПДС без учета неконсервативности вещества имеет вид:

где n – кратность общего разбавления сточных вод в водоеме, определяется по формуле:

гдезом:nн – кратность начального разбавления, вычисляемая следующим обра-

при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

где q – расход сточных вод выпуска, м3/с; V – скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод, м/с; Нср – средняя глубина водоема вблизи выпуска, м; значение Нср определяют в зависимости от средней глубины водоема Но следующим образом:

при Но = 3 4 м на участке протяженностью 100 м; при Но =5 6 м на участке протяженностью 150 м; при Но =7 8 м на участке протяженностью 200 м;

при Но = 9 10 м на участке протяженностью 250 м; при выпуске в нижнюю треть глубины:

nо – кратность основного разбавления, вычисляемая следующим образом: при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

539

где n – параметр сопряжения участка 2-х мерной диффузии с участком 3-х мерной диффузии, м; o – параметр сопряжения начального участка разбавле-

ния с основным участком; о – параметр, учитывающий влияние ближайшего берега, м; n – длина начального участка разбавления; Д – коэффициент тур-

булентной диффузии, м2/с, определяемый по формуле (5.18); uм – минимальная скорость течения в водоеме; Нср, – средняя глубина водоема вблизи выпус-

ка; = 3,14.

Расчет ПДС для отдельных выпусков прибрежных зон морей

Расчет ПДС веществ для выпусков сточных вод в море производят в тех случаях когда «Правилами охраны поверхностных вод» допускается отведение сточных вод в морскую среду.

Выпуск, удаленный от других выпусков на расстояние более 5 км вдоль линии берега может рассматриваться как отдельный (изолированный выпуск).

С учетом разбавления сточных вод в морских водах концентрацию вещества в сточных водах СПДС определяют по формуле:

где СПДК – ПДК вещества в морской воде, г/м3; n – кратность общего разбавления сточных вод в море при их переносе течением от места выпуска до ближайшей границы морских районов водопользования; СФ – фоновая концентрация вещества, характеризующая степень загрязнения морской воды данным веществом вне зоны влияния выпуска сточных вод (на расстоянии более 5 км от выпуска), г/м3.

Кратность общего разбавления n определяют по формуле (5.15) в зависимости от гидрологических условий района размещения выпуска сточных вод и его конструктивных характеристик.

Известные методики определения кратности начального разбавления позволяют производить расчет ее величины независимо от типа выпуска (сосредоточенный или рассеивающий), так как конструкции выпусков обеспечивают отсутствие взаимного влияния струй сточных вод в зоне начального разбавления.

На процесс перемешивания сточных вод в этой зоне существенное влияние оказывают силы плавучести, если плотность сточных вод существенно отличается от плотности морской воды. По этой причине применяют разные методы расчета кратности начального разбавления в зависимости от величины числа Фруда:

540

где dо – диаметр выпускного отверстия, м; q – ускорение силы тяжести (9,81

м/с2); м – плотность морской воды в месте сброса сточных вод, т/м3; ст – плотность сточной воды, т/м3; Vст – скорость истечения сточной воды из выпускного отверстия, м/с, вычисляемая по расходу сточных вод:

где Нв – расстояние (по вертикали) от выпуска до поверхности моря, м, то кратность начального разбавления, можно определить по формуле РамаЦедервала:

Если сточная вода тяжелее морской ( ст > м) и расчетная величина Fч удовлетворяет условию:

где Ц – угол истечения струи сточных вод из выпускного отверстия относительно горизонта;

то расчет кратности начального разбавления выполняют по методике Н. Н. Лапшева:

где F – параметр, зависящий от угла Ц и определяемый по табл. 5.15.