точные моря суммарный сброс составляет 53 376 м3 с активностью

21 614 Ки. Одновременно производится захоронение ЖРО, суммар­ ный слив которых в северные моря составил 190 435 мЗ с активнос­ тью 23 753 Ки. Не меньший вред по загрязнению водных объектов

наносят удобрения и ядохимикаты (пестициды), применяемые в

сельском хозяйстве, которые, попадая на поверхность почвы, смьi­

ваются с нее и оказываются в водоемах.

Необходимо отметить, что процессы регенерации, или саr.юочи­

щения, протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе. Источники загрязнения водоемов более разнообразны, а естествен­

ные процессы, происходящие в водной среде и подвергающиеся дей­ ствию загрязнителей, более чувствительны и имеют большее значе­ ние для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые происходят

в атмосфере.

3.4. Оценка качества водной среды

Критерияl\IИ загрязненности водь! являются ухудшение ее каче­

ства вследствие изменения органолептических свойств и появление

неществ, вредных для человека, животных, птиц, рыб, кормовых и

11ромысловьrх организмов, а также повышение температуры водь!,

изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных

организмов.

Важнейшей водоохранной задачей в условиях промышленной и хозяйственной деятельности общества является установление до­ llустимьrх нагрузок на водные объекты при водопользовании и водо­ l!отреблении.

Водопользование - это использование водь1 без изъятия ее из

мест естественной локализации. В основном водопользователями

>Шляются рыбное хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт. Водапотребление - это использование водь1, связанное с изъ­

нтием ее из мест локализации с частичным или IIOЛIIbiM безвозврат-

1\Ь!М расходованием или с возвращением в источник водозабора в

.1агрязненном состьянии. Как уже отмечалось, основными водапо­

требителями являются сельское хозяйство, промышленное произ­ lюдство, культурно-бытовое хозяйство. В зависимости от категории

водопользования (рис. 3.1) предъявляются соответствующие требо­

нания к качеству водь1.

При анализе вредных веществ, поступающих в водный объект,

нсnользуют совокупность специфических таксикаметрических ха­

рактеристик, в зависимости от которых конкретное вещество отно-

68 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Использование

для нужд населения

1

l КАТЕГОРИИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ~

1

Использование для целей

рыбного хозяйства

1

Рис 3 1 Категории водопользования

сят к тому или иному классу опасности [2, 4] Одним из основных

показателей, с помощью которого определяют опасность вредных ве­

ществ, является их подпороговая (максимальная недействующая)

концентрация (МНК), определяемая по санитарно-токсикологичес­

ким признакам при поступлении вещества в организм с водой Дру­

гим показателем является подпорогоная (максимальная недействую­ щая) доза (МНД) вещества, которая в двадцать раз меньше МНК (МНД = МНК/20) Оба показателя выражаются в миллиграммах

на литр

Поскольку многие вещества обладают специфическими привку

сами и запахами, то оценку опасности производят с помощью под­

пороговой органолептической концентрации ппкоргл• которая

оценивается восприятием вещества органами чувств Кроме назван­

ных, к таксикаметрическим характеристикам вредных веществ в

воде относятся

• пороговая концентрация, не влияющая на санитарные харак­

теристики воды в водном объекте пксзн•

•пороговая доза по отдаленным эффектам пдотд•

•пороговая доза по общетоксическому действию Пдоощ

Класс опасности вещества в воде устанавливается за четыре этапа (табл 3 2), причем, на первых двух этапах чрезвычаино опас­

ные вещества не определяются

3.5. Обесnечение качества водных объектов

Взятая из озера, реки или колодца вода должна быть безопасна л_ля здоровья, иметь приятный вкус и не иметь запаха Контроль ка­

•Jества и управление качеством воды в водных объектах призваны

нать ответ на ряд вопросов, таких как какую воду следует считать

•!истой и безопасной, какие вещества и в какой концентрации за-

1 рязняют воду и т п [16] Степень предельно допустимого загрязне­

IJИЯ воды в водном объекте, зависящая от его физических особен­ lюстей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается

1,ак предельно допустимая нагрузка (ПДН)

Использование воды может быть связано с изъятием ее из вод­

ного объекта, что приводит к его истощению и тем самым к разру­

шению экасистемы Вводимый в практику норматив предельно до­

пустимой экологической нагрузки на водные экасистемы

(ПДЭН) позволит предотвратить деградацию и гибель экасистем

Основная цель при решении задач, связанных со снижением уровня

1агрязнения в водных объектах, заключается в разработ!)е обосно­

нnнных предложений по сокращению загрязненных сбросов в вод­ ную среду в такой мере, чтобы процессы естественной утилизации

:ааrрязняющих веществ постоянно превалировали над процессами

70 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

загрязнения и приводили к устранению нарушений в экосистемах. В общем случае допустимая нагрузка на водоем определяется как разность между установленной нормативной нагрузкой С,.., т.е. возможностью сброса, и уже существующей, m.e. факти­

ческой нагрузкой СФ

сдоп = снсф

Необходимое качество воды в водоеме может обеспечиваться

поддержанием соответствующих гидрохимических и гидрологичес­

ких режимов. Поnадающие в водоем таксиканты изменяют гидрохи­ мический состав поверхностной воды и в зависимости от концент­

рации оказывают влияние на процессы формирования ее качеств.

Поэтому контроль состояния водных объектов осуществляется

по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиоло­

гическим показателям

В нашей стране анализ состояния водных объектов проводят ряд

организаций, относящихся к различным министерствам, например·

• Центр по гидрометеорологии и мон.иторингу окружающей

среды следит за количественными и качественными показателями

поверхностных вод и их изменением под влиянием деятельности че­

ловека,

•Центр санитарно-эпидемиологического надзора контроли­

рует водоемы и воду, исnользуемые для питьевого водоснабжения,

лечебно-оздоровительных целей;

•Рыбохозяйственная инспекция осуществляет надзор за во­ доемами, имеющими рыбахозяйственное значение;

· Управление по геологии и использованию н.едр контролирует

использование nодземных вод и осуществляет охрану их от истоще­

ния и загрязнения,

• Комитет по водному хозяйству следит за водопользованием

ГидрохимическиИ контроль качества воды состоит из системы

контроля и наблюдениИ

•за химическим составом воды водоемов и водотоков бассейна;

•поступающими атмосферными осадками,

•антроrюгенными источниками загрязнения

Гидрохимическая система контроля и наблюдениИ создается с

учетом сбросов сточных вод, а также видов водоnользования. Со­

став и объем гидрохимических наблюдениИ определяются требова­

ниями, предъявляемыми органами государственного управления и

72 Час т ь 1. Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе·

с~пдк

С»ПДК

':!!

Рис. 3.2. Схема расположения контрольных точек на реке

Пункт

Рис. 3.3. Схема расположения контрольных точек в непроточном водоеме

питьевое, культурно-бытовое и другие виды водопользования. Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать норма­ тивам в створе реки или в радиусе 1 км от пункта водопользования

для непроточных водоемов (рис. 3.2, 3.3).

Предельно допустимые концентрации веществ для различных ка­

тегорий водопользования различны. Например, присутствие хлорор­

ганических соединений (ДДТ, гексахлоран) в хозяйственно-питье­

вых и культурно-бытовых водных объектах допускается в концент­

рациях 0,02 и О, 1 мг/л соответственно, а в воде рыбохQзяйственных

водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается.

Исходя из того, что отдельные вещества оказывают неблагапри­ ятные воздействия на организм лишь при попадании внутрь, а дру­ гие представляют опасность даже при контактном воздействии, для практики приняты различные ограничения. Например, санитарные

ограничения регламентируют возможности купания и умывания при

наличИи одних веществ, в то время как санитарно-гигиенические ог­

раничения лимитируют использование воды для питья и приготов­

ления пищи при наличии в ней других веществ. Поэтому ПДК раз­ ных веществ различаются лимитирующим показателем вреднос­

ти (ЛПВ). При этом выделяют:

•органолептический JIПB, изменяющий органолептические

свойства воды (цвет, запах, вкус);

•общесанитарный ЛПВ, влияющий на общесанитарное состо­

яние водоема, в частности, на скорость протекания процессов само­

очищения;

• токсикологический ЛПВ, влияющий на организм человека и

обитающих в воде животных..

Для водных объектов культурно-бытового и хозяйственно-питье­

вого назначения в основу приоритетности нормирования положены

преимущественно токсикологический, общесанитарный и органо­

лептический лимиты, а для водных объектов рыбахозяйственного назначения - в основном токсикологический и отчасти органолеп­

тический [13].

При питьевом и рекреационном назначении вода нормируется

по 11 основным показателям. При этом ПДК установлено более чем

для 1200 ядовитых веществ.

Вода, используемая для рыбехозяйственных целей, нормируется

по 8 основным показателям [4]. При этом ПДК разработано почти

для 1000 веществ.

При наличии нескольких веществ, относящихся к одной группе

лимитирующего показателя вредности, содержание загрязняющего

вещества должно соответствовать условию

тс

~l ,;:: 1

LJ ПДК;"' '

l = 1

где С1 -средняя концентрация i-го вещества в воде водного объ­

екта; ПДКi - предельно допустимая концентрация того же веще­ ства; т - общее количество веществ данной группы ЛПВ, находя­

щихся в воде исследуемого водного объекта.

В табл. 3.3 приведены значения ПДК для некоторых веществ в

водных объектах хозяйственно-питьевого назначения [15].

74 Час т ь 1. Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Качество воды оценивается не только по присутствию в ней ток­

сичных или дурно пахнущих веществ, но и по изменениям физико­

химических показателей и свойств воды. В табл_ 3.4 приведены общие требования к составу и свойствам воды с указанием допус­

тимых норм [15].

Наряду с общими требованиями к составу и свойствам воды раз­

работаны и внедрены в практику специальные требования, напри­

мер, к качеству водных объектов, предназначенных для купания и

спорта (табл. 3.5), которые узаконены ГОСТ 17.15.02-80 <<Гигиени­

ческие требования к зонам рекреации водных объектов>>.

С целью защиты прибрежных вод морей установлены зоны са­

нитарной охраны вод:

• зона водопользования, распространяюща яся на расстояние

2 морские мили от берега (1 морская миля= 1852 м) и используемая

для купания, спорта и отдыха;

• зона водопользования, распространяющаяся на 5 морских миль. Основные требования к качеству воды в прибрежноИ зоне при­

ведены в табл 3.6.

ми спуска сточных вод

источники загрязнения, характерные, например, для сельской

местности, от которых сточные воды поступают в природные водо­

емы с обширных поверхностей суши; их принято называть линей­

ными или неточечными источниками загрязнения.

Сточные воды, содержащие растворенные и взвешенные веще­ ства, отходящие в водные объекты, рассматриваются как сбросы.

Сбросы могут быть неорганизованными, если они стекают в водный

объект непосредственно с территории промьiшленного или сельско­

хозяйственного предприятия, не оборудованного канализацией или

иными устройствами для сбора, и организованными, если они от­

водятся через специальные источники, т.е. водовыпуски, которые

классифицируются по следующим признакам:

•по типу водоема, в который поступает сточная вода (озерные,

речные, морские);

•по месту расположения выпуска: береговые (размещенные

впределах береговой полости), русловые (в виде трубопроводов, вы­ водимых в русло реки до глубины более 30... 40 м) и глубоководные (на глубину более 40 м);

•по конструкции распределительной части: сосредоточен­

ные, рассеивающие и рассредоточенные);

•по типу оголовка, т.е. по конструкции сбросного устройства. Целью природаохранных мероприятий является обеспечение та­

кого содержания загрязняющих веществ в воде, которое не окажет

вредного воздействия ни на качество окружающей среды, ни на здо­ ровье людей. Поэтому задача сводится к ограничению содержания

загрязняющих веществ в сбросах [111.

В мировой практике существуют два подхода к решению данной задачи. Первый подход состоит в том, чтобы загрязняющие веще­

ства не оказывали отрицательного влияния на природные экоеисте­

мы в целом Критерием здесь считается ассимиляционный потен­ циал территории, показывающий, какое количество вредных ве­

ществ может быть без ущерба для своего состояния ассимилировать

та или иная территория После того, как суммарные объемы вредных веществ, которые могут быть обезврежены в природных экоеисте­

мах данной территориальной единицы, промышленным предприяти­ ям устанавливают предельные нормы на сбросы вредных веществ в·

течение определенного периода (сезона, года). Второй подход,

практикуемый в России, заключается в том, что приоритетным ус­

ловием является соблюдение санитарно-гигиенических нормативов,

т.е. соблюдение условия С > ПДК. Отсюда следует, что предпри­

ятие должно обеспечить такое поступление загрязняющих веществ

зования воды, оптимального состава и количества сточных вод, от­

водимых на очистку в водостоки и водоемы.

Втабл 3.9 показаны примеры средних удельных расходов воды

источных вод на производство топлива и в теплоэнергетике.

Значение ПДС, г1с, или г1ч, или т1год, с учетом требований

к составу и качеству воды в водном объекте определяется как про­

изведение наибольшего расхода сточных вод (обычно среднечасово­ го) q, мЗ1г, и разрешенной предельной концентрации вредного ве­

щества в сточных водах Спдс• г1м3 При расчете условий сброса

сточных вод сначала находится значение Спдс• обеспечивающее нор­

Следует иметь в виду, что сброс, соответствующий ПДС, должен быть увя..,ан с расходом сточной воды, так как уменьшение расхада rrpи сохранении значения ПДС приводит к концентрации вещества н водном объекте, превышающей ПДК. Если концентрация загряз­

няющего вещества в водном объекте превышает ПДК, то Спдс в каж­

доы конкре1 но м случае согласовывается с инспекционными органа­

ми [9\

Кратность начального разбавления пн учитывается при выпуске

сточных вод в водоток в следующих случаях:

•для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в

водоток при скоростях реки и стока vp и VCT' удовлетворяющих ус­

ловию vст > 4 vr.

• при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска более

2 м/ с (при меньших скоростях пн = 1)

Кратность основного разбавления п0 определяется по методу

В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера:

шения, показывающий, какая часть речного расхода смешивается

со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного

створа:

1 +- ехр (-а :гt) q

где l - расстояние ~т выпуска до расчетного створа по фарватеру; а - коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

где <р - коэффициент извилистости реки (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой); ~­

коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при вы­

пуске у берега ~ = 1, при выпуске в стержень реки ~ = 1,5); Д - коэффициент турбулентной диффузии, м2 /с.

Для летнего времени

Д=== g Vcp Нср/(37 пш с2),

где g -ускорение свободного падения, м/ с2; vcp - средняя ско­

рость течения реки, м/с; Нсрсредняя глубина реки, м; пшко­

эффициент шероховатости реки, определяемый по таблице

А.Ф. Скрибнера (табл. 3.10); с -коэффициент Шези, определяе­ мый при глубинах Н< 5 м как с = R / пш (R - гидравлический радиус потока, равный Н).

Для равнинных рек коэффициент Д по М.В. Потапову опреде­

ляется из уравнения

(3.6)