
- •1. Источники и масштабы техногенного загрязнения биосферы
- •1.2. Загрязнение атмосферы
- •1.3.Загрязнение водных систем
- •1.4. Загрязнение почвы
- •2. Управление качеством окружающей среды
- •2.1. Понятие нормы состояния экосистемы
- •2.2. Пределы допустимого воздействия на природные экосистемы
- •3.1.Экологические критерии
- •Контрольные вопросы
- •4. Нормирование загрязняющих веществ
- •4.1. Раздельное нормирование загрязняющих веществ в
- •4.2. Контроль состояния атмосферного воздуха
- •4.3. Эффект суммации и его учет
- •4.4. Раздельное нормирование и классификация пдк
- •4.5. Расчетные методы определения пдк
- •4.6. Пдк загрязнений для растений
- •4.7. Сравнительный анализ нормативных показателей Украины и зарубежных стран
- •4.8. Нормативы качества воздуха в производственно-хозяйственной сфере
- •4.9. Регламентация поступления загрязняющих веществ в атмосферу
- •4.10. Определение категории опасности предприятий
- •4.11. Расчет пдв для одиночного источника
- •4.12. Расчет максимальной приземной концентрации вредного вещества
- •4.13. Определение высоты трубы
- •4.14. Регламентация вредных веществ автомобильных
- •4.15. Расчет выбросов вредных веществ от автотранспорта
- •Контрольные вопросы
- •5. Нормирование загрязняющих веществ в
- •5.1. Раздельное нормирование качества воды
- •5.2. Общие требования к составу и свойствам воды
- •5.2.1. Качество воды и примеси химических соединений
- •5.2.2. Минеральный состав питьевой воды
- •5.2.3. Бактериологические показатели воды
- •5.3. Трансформация химических веществ в водной среде
- •5.4. Предельно допустимые сбросы и их расчет
- •5.5. Определение условий спуска сточных вод в водоемы
- •5.6. Определение необходимой степени очистки сточных вод
- •5.7. Бассейновый принцип нормирования сбросов
- •6. Нормирование загрязняющих веществ в
- •6.1. Санитарные показатели почвы
- •6.2. Загрязнение почвы тяжелыми металлами
- •6.3. Нормирование загрязнения территорий предприятий
- •Контрольные вопросы
- •7. Нормирование загрязняющих веществ в пищевых продуктах
- •7.1. Загрязнение продуктов питания
- •7.2. Природные загрязнители пищевых продуктов
- •7.3. Нормативы пдк загрязняющих веществ в продуктах
- •7.4. Токсическое и канцерогенное действие тяжелых металлов на организм человека
- •7.5. Пищевые добавки и их нормирование
- •7.6. Канцерогенные вещества в пищевых продуктах
- •7.7. Генетически модифицированные продукты (гмп)
- •Контрольные вопросы
- •8. Основы промышленной токсикологии
- •8.1. Задачи и методы промышленной токсикологии
- •8.1.1. Критерии и концепции оценки вредных веществ
- •8.1.2. Классификация веществ по токсичности.
- •8.2. Кумуляция и её оценка
- •8.3. Оценка опасности химических соединений в водной среде
- •8.3.1.Оценка опасности химических веществ в рыбохозяйственных водоёмах
- •8.3.2. Показатели накопления токсичных веществ
- •8.3.3. Методы оценки токсичности водных систем
- •8.4. Оценка опасности химических соединений в почве
- •8.5. Экотоксикология – новая наука об окружающей среде
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 1 (продолжение)
- •Приложение 2 Предельно допустимые концентрации (мг/л) и лимитирующие показатели вредности вредных веществ в водных объектах
- •Приложение 2 (продолжение)
- •Приложение 3 Значения пдк химических веществ в почве
- •Приложение 4 пдк химических элементов в пищевых продуктах, мг/кг продукта
- •Приложение 5 пдк тяжелых металлов в растительном сырье и готовых пищевых продуктах
- •Приложение 7 Доказанные канцерогены для человека ( группа 1 по классификации маир)
- •Содержание
- •Контрольные вопросы ……………………………………………... 16
- •Контрольные вопросы ……………………………………………… 26
- •Контрольные вопросы ……………………………………………… 36
- •Контрольные вопросы ……………………………………………… 77
- •Контрольные вопросы …………………………………………… 133
- •Контрольные вопросы …………………………………………… 149
- •Основы промышленной токсикологии ………………………... 186
- •Приложения 1 – 7 ……………………………………………………… 220
5.2. Общие требования к составу и свойствам воды
Качество и количество питьевой воды являются важнейшими факторами, влияющими на санитарно-эпидемиологическое благополучие населения и здоровье каждого человека. Природная вода из водоемов и водотоков содержит продукты метаболизма гидробионтов, а также различные химические вещества природного и антропогенного происхождения. В воде содержатся биогенные элементы: азот, фосфор, железо, углерод, растворенные газы (кислород, углекислота), токсичные вещества (свинец, ртуть, кадмий, фтор), а также опасные для человека микроорганизмы. Повышенная жесткость вод, содержание минеральных солей, в том числе таких, как хлориды, сульфаты, ионы кальция, магния, является фактором риска возникновения ишемической болезни сердца, хронических гастритов, гипертонической болезни, жёлче- и мочекаменной болезней и других хронических заболеваний.
ВОЗ в своем руководстве по контролю качества питьевой воды (1994 г) отмечает нецелесообразность единых международных нормативов качества питьевой воды и подчеркивает необходимость национальных стандартов ее качества, учитывающих особенности каждого государства и водопользования. В руководстве ВОЗ приведены более 50-ти рекомендуемых нормативов качества питьевой воды. Роль интернационального стандарта выполняют также европейские нормы качества воды.
В Украине в 1996г был разработан новый национальный норматив – ГосСанПиН (Санитарные правила и нормы) «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения», который введен в действие с 2000г.
Этот документ, предназначенный для организаций, эксплуатирующих водопроводы хозяйственно-питьевого назначения, а также для органов и учреждений, осуществляющих государственный надзор за качеством питьевой воды централизованных систем, является нормативным документом нового типа и существенно отличается от прежнего общесоюзного ГОСТа 2874-82.
В документе с одной стороны – расширен перечень нормируемых показателей качественного состава питьевой воды (с 28 показателей в старом ГОСТе до 82 – в новом; для сравнения: в Европе – 63 показателя, США – 83), а с другой стороны – изменен сам подход к организации и проведению лабораторного контроля.
Принцип нормирования качества питьевой воды в новом СанПиНе остался прежним: питьевая вода систем центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения должна быть безопасной для здоровья по показателям эпидемической, химической, радиологической безопасности и органолептическим показателям.
Основной идеей СанПиНа является утверждение конкретных новых показателей безопасности питьевой водопроводной воды и порядка контроля за объектами хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Новые достижения в расшифровке целого ряда заболеваний, в которых вода может играть роль фактора передачи, потребовали расширить спектр определяемых микробиологических показателей эпидемиологической безопасности питьевой воды и ввести в новый СанПиН раздел, характеризующий паразитологические показатели.
Впервые в обязательном порядке в питьевой воде вводится определение патогенных бактерий, вирусов и колифагов, а также числа патогенных кишечных простейших и числа кишечных гельминтов.
Кроме того, расширен перечень показателей химической безопасности, ужесточен ряд ПДК химических веществ, установлены показатели радиационной безопасности, впервые введены показатели физиологической полноценности минерального состава (5 показателей).
Состав и свойства воды в створах водопользования ни по одному из приводимых нормативов не должны превышать установленных нормативов. В случае использования водного объекта для различных нужд приоритетными являются более жесткие требованияв ряду одноименных показателей.
В табл. 5.1 и 5.2 приведены общие требования к составу и свойствам воды водных объектов разных категорий водопользования.
Таблица 5.1 – Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
К
Показатели состава и свойства воды водоема |
Для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения пищевых предприятий |
Для купания, спорта и отдыха населения, а также для водоемов в черте населенных мест | |
Взвешенные вещества |
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше, чем на: | ||
|
0,25мг/л |
0,75мг/л | |
Плавающие примеси (вещества) |
На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минеральных масел и других примесей. | ||
Запах, привкусы |
Вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более 2-х баллов, обнаруживаемых: | ||
|
Непосредственно или при последующем хлорировании непосредственно | ||
Окраска |
Не должна обнаруживаться в столбике: | ||
|
20 см |
10 см | |
Температура |
Летняя температура воды после спуска сточных вод не должна повышаться более, чем на 30С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет. | ||
Реакция (рН) |
Не должна выходить за пределы 6,5…8,5 | ||
Минеральный состав |
Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов 250/л и сульфатов 250 мг/л. |
Нормируется по приведенному выше показателю «Привкусы». | |
Растворенный кислород |
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной до 12 часов дня. | ||
Биохимическая потребность в кислороде |
Полная потребность воды в кислороде при 200С не должна превышать | ||
|
3,0 мг/л |
6,0 мг/л | |
Возбудители заболеваний |
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний. Сточные воды, содержащие возбудителей заболеваний, обеззараживаются. | ||
Ядовитые вещества |
Не должны содержаться в концентрациях, могущих оказать прямое или косвенное вредное действие на организм и здоровье населения. |
Таблица 5.2 – Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей
Показатели состава и свойства воды водоема |
Водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб |
Водные объекты, используемые для всех других рыбохозяйственных целей |
Взвешенные вещества |
Содержание взвешенных веществ, по сравнению с природными, не должно увечиться более чем на: | |
|
0,25 мг/л |
0,75 мг/л |
Плавающие примеси (вещества) |
На поверхности не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и других примесей. | |
Окраска, запахи и привкусы |
Вода не должна приобретать посторонних запахов, привкусов и окраски и сообщать их мясу рыб. | |
Температура |
Температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водоема более чем на 50С с общим повышением температуры не более чем до 200С летом и 50С зимой для водоемов, в которых обитают холодноводные рыбы, (лососевые и сиговые) и более, чем до 280С летом и 80С зимой для остальных водоемов. | |
Реакция (рН) |
Не должна выходить за пределы 6,5…8,5 | |
Растворенный кислород |
В зимний (подледный) период не должен быть ниже | |
|
6,0 мг/л |
4,0 мг/л |
|
В летний (открытый) период во всех водоемах должен быть не ниже 6 мг/л в пробе, отобранной до 12 ч дня. | |
Биохимическая потребность в кислороде |
Полная потребность воды в кислороде (при 200С) не должна превышать: | |
|
3,0 мг/л |
3,0 мг/л |
Ядовитые вещества |
Не должны содержаться в концентрациях, могущих оказать прямо или косвенно вредное воздействие на рыб и водные организмы, служащие кормовой базой для рыб. |
Взвешенные вещества. Взвешенные твердые частицы, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в неё света, на температуру, состав растворенных компонентов, адсорбцию токсичных веществ, на скорость осадкообразования. Взвешенные в питьевой воде вещества не только портят вкус воды, но и служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий. Поэтому нормы строго ограничивают содержание взвесей в водопроводной воде: их концентрация не должна превышать 1,5 мг/л.
Вода, в которой много взвешенных веществ, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.
Запрещаются к спуску взвеси со скоростью выпадения в осадок более 0,2 мм/с(для водохранилищ) иболее 0,4 мм/с(для проточных водоемов).
Запах водызависит от химического состава ее примесей и от растворенных в ней газов. Различают запахи естественного происхождения (от живущих и отмирающих в воде организмов, влияния окружающих почв и грунтов, срубов колодцев и т.д.) и искусственного происхождения (от случайного попадания промышленных или сточных вод, от реагентов, используемых для обработки воды и др.). Интенсивность запаха оценивают в баллах. В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды интенсивность запаха не должна превышать 2-х баллов при температуре 10…600С (табл. 5.3).
Таблица 5.3 – Определение интенсивности запаха воды
Интенсивность запаха |
Характеристика запаха |
Баллы |
Никакого |
Отсутствие ощутимого запаха |
0 |
Очень слабый |
Запах, обнаруживаемый опытным исследователем |
1 |
Слабый |
Запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание |
2 |
Заметный |
Запах, легко обнаруживаемый и могущий вызвать неодобрение |
3 |
Отчетливый |
Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду неприятной для питья |
4 |
Очень сильный |
Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья |
5 |
Обычно выделяют такие виды запахов: ароматный (цветочный, огуречный), землистый, болотный, гнилой, древесинный, запах плесени, хлорный, нефтяной, фенольный, сероводородный и неопределенный (т.е. непохожий ни на один из перечисленных).
Запах воды, подвергнутой хлорированию, определяют через 30 мин после введения хлора.
Вкусводыразличают: горький, кислый, соленый. Все остальные вкусовые ощущения квалифицируются как привкусы.
Вкус воды обусловлен растворенными в ней веществами (табл. 5.4).
Таблица 5.4 –Влияние концентрации растворенных солей на вкус воды
Соли |
Концентрация соли, мг/л | |
вкус еле ощутимый, неопределенный |
вкус, воспринимаемый как неприятный | |
NaCl |
150 |
500 (соленый) |
MgCl2 |
100 |
400 (горький) |
MgSO4 |
200 |
500 (горький) |
CaSO4 |
70 |
150 (вяжущий) |
KCl |
350 |
700 (горький) |
FeSO4 |
1,5 |
5,0 (железистый) |
MnCl2 |
2,0 |
4,0 (болотный) |
FeCl2 |
0,3 |
0,5 (болотный) |
Нередко неприятный привкус и запах сообщают воде продукты разложения животных и растительных организмов, например сероводород аммиак. Напротив, растворенные в воде кислород, диоксид углерода и небольшое количество гидрокарбоната кальция придают ей приятный, освежающий вкус.
Цветность – это показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды. Цветность природных вод обусловлена, главным образом, присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды.
Высокая цветность воды ухудшает её органолептические свойства и оказывает отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в воде, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых веществ.
Цветность определяют колориметрически путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонной шкалой, имитирующей эту цветность; при этом используют платиново-кобальтовую шкалу. Окраска питьевой воды не должна превышать по этой шкале 20 условных градусов (в отдельных случаях допускается до 350). Один градус цветности отвечает содержанию в 1л раствора 2,49 мг хлорплатината калия и 2,018 мг хлорида кобальта.
Более точным и объективным методом оценки цветности может быть использование спектрального анализа.
Температура воды – важнейший фактор, влияющий на протекающие в водоеме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которого в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения. Влияние температуры в водной среде связано как с растворимостью кислорода, так и других газов. Так, для пресной воды растворимость кислорода при 00С равна 10,2 мл О2/л, при 300С – 5,5 мл/л и отсюда при более высокой температуре содержание кислорода понижается еще больше. Поэтому с увеличением температуры ухудшаются условия для дыхания водных организмов. Повышение температуры воды водоемов сопровождается резким увеличением активности бактерий, в том числе патогенной микрофлоры, для которой температура 370С является оптимальной.
Увеличение температуры влияет на токсичность железа, марганца, ионов аммония и нитратов, приводит к повышению чувствительности биологических систем к ДДТ и металлам, уменьшению выживаемости рыб в присутствии аммиака, цианидов, тяжелых металлов и увеличению токсичности хлорорганических пестицидов.
С повышением температурычувствительность многих живых организмов к другим видам загрязнения увеличивается. В слишком теплой воде погибает икра некоторых рыб, другие же, например лосось, вообще не нерестятся.
Возможен буйный рост водорослей, поглощающих кислород. Так, на Атлантическом и Тихоокеанском побережьях появляется зона «цветения» вследствие бурного развития и размножения микроскопических жгутиковых водорослей (1 млн шт. в 1л воды). Некоторые жгутиконосцы выделяют в воду токсины, которые в 80 раз сильнее яда кобры. После «красных приливов» отравление получают десятки тысяч людей, употребляющих в пищу морепродукты.
Для некоторых промысловых рыб пороговые (летальные) температуры составляют 37,0…37,80С, а для большинства водных организмов гибельна и температура 25…350С.
Температура воды влияет на нерест миграции рыб. Причем для каждого вида рыб в зависимости от стадии их развития существуют определенные диапазоны температур. Так, при температуре 15…180С у Калифорнийского побережья вылавливали на 36% больше тунца, чем при 21…240С. Анчоус у побережья Перу отлично ловится при температуре 14…180С, а при ее повышении уловы резко падают. В тоже время при 20…280С возрастает добыча сардины.
Оптимальные температуры нереста: для трески – 2,5…30С, камбалы – 4…70С, скумбрии – 12…150С, макрели – 10…160С, сардины – 9…190С, сельди – 3…120С.
В связи с повышением температуры замедляется подвижностьрыб, а, следовательно, и ухудшаются возможности питания.
В этой связи в промышленно развитых странах устанавливают ограничения допустимого повышения температуры воды в водоемах. В Украине – это не >280С в рыбохозяйственных водоемах в контрольном створе (т.е. не более 500м от места выпуска).
При повышении температуры происходит ускоренное накопление в конечных звеньях пищевых цепей таких токсических веществ, как ДДТ и ПХВ, а также тяжелых металлов – Pb, Hg, Cd, Co, Ni.
Растворенный кислород. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов.
Обогащение воды кислородом происходит за счет абсорбции кислорода из атмосферы, выделения кислорода в процессе фотосинтеза и при поступлении в водоемы дождевых и снеговых вод, которые обычно пересыщены кислородом.
Уменьшение содержания кислорода в воде связано с реакциями его потребления на окисление органических и неорганических веществ.
Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и веществ, подвергающихся окислению. Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих веществ и в эвтрофированных водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.
Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/л. Понижение его до 2 мг/л вызывает массовую гибель (замор) рыбы. В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/л в любой период года.
Биохимическое потребление кислорода (БПК). Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с разной скоростью. К легкоокисляющимся („биологически мягким”)веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, анионоактивные ПАВ. Медленно разрушаются„биологически жесткие” вещества: гидрохинон, сульфанол, неионогенные ПАВ и др.
Показателем загрязнения водоемов является величина БПК, которая представляет количество кислорода (мг/л), израсходованное в определенный промежуток временина собственно биохимическое окисление нестойких органических соединений (за исключением процессов нитрификации). БПК может быть определено за 2, 5, 8, 10, 20 суток и БПК полное (БПКп). По величине БПК можно судить о количестве органических веществ, содержащихся в воде.
В лабораторных условиях наряду с БПКпопределяется БПК5. В поверхностных водах величины БПК5 изменяются обычно в пределах 0,5…4 мг О2/л и подвержены сезонным и суточным колебаниям. Весьма значительны изменения величин БПК5в зависимости от степени загрязненности водоемов. Так, для очень чистых водоемов БПК5составляет 0,5…1,0 мг О2/л, а для очень грязных – 10 мг О2/л и более. Для водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами, БПК5составляет обычно около 70% БПКп. Для водоемов питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения величина БПК5не должна превышать 2 мг О2/л.
Полным биохимическим потреблением кислорода (БПКп) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается. Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производственных) определяют БПК20 ,считая, что эта величина близка к БПКп.
Окисляемость и величина ХПК. Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью. Существует несколько видов окисляемости воды: бихроматная, перманганатная, йодатная.
Бихроматная окисляемость (ХПК) – это количество кислорода, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1л воды ( мг О2/л ).
Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли мг на 1л). Горные реки и озера имеют окисляемость 2…3 мг О2/л, равнинные реки – 5…12 мг О2/л.
Окисляемость подвержена закономерным сезонным колебаниям. Их характер определяется, с одной стороны, гидрологическим режимом и зависящим от него поступлением органических веществ с водосбора, с другой – гидробиологическим режимом.
В водоемах, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендуется определять перманганатную окисляемость; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК).
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах и местах питьевого и хозяйственно – бытового водоснабжения величина ХПК не должна превышать 15 мг О2/л; в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мг О2/л. Перманганатгая окисляемость питьевой воды не должна превышать 5 мг О2/л.
По соотношению БПКполн/ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.Чем глубже происходит окисление данной примеси, тем выше показатель БПКп/ХПК. При отношении БПКп/ХПК=0,5 и более вещества поддаются биохимическому окислению.
Биохимический показатель является параметром, необходимым для расчета и эксплуатации промышленных сооружений для очистки сточных вод. Его значение колеблется в широких пределах для различных групп сточных вод. Промышленные сточные воды имеют низкий биохимический показатель (0,05…0,3), бытовые сточные воды – свыше 0,5.