Источники и масштабы tеxнoгенного загрязнения биосферы

ПДК примеси в воде водного  объекта (реке, озере, море, подземных  водах) - это такой нормативный  показатель, который исключает неблагоприятное  влияние на организм человека и возможность  ограничение  или нарушения нормальных условий хозяйственно-питьевого, культурно - бытового и других видов водопользования.

Иными словами, ПДК  вредных веществ в водном объекте - это такая концентрация, при  превышении которой вода становится не пригодной  для одного или нескольких видов водопользования.

Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать  нормативам в створе (поперечном сечении!), заложенном на водотоках - в 1км выше ближайшего по течению пункта водопользования (хозяйственно- питевое водоснабжение, место купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.), а на непроточных водоемах - в радиусе 1км от пункта водопользования.

Река

Створ сброса

С >>ПДК

Зона разбавления

Контрольный створ

С ≤ ПДК

1 км

Створ водо-пользования

L, км

Непроточный  водоем ный водоем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Пункт водопользования

 

 

 

               1км                                     1км

 

                       1км

                                      С < ПДК

 

 

 

С > ПДК                                                С > ПДК

 

В дополнение к приведенному рисунку следует добавить, что  при наличии организованного сброса сточных вод на водотоках устанавливают два створа и  более. Один из них располагают выше источника загрязнения (в не влияния рассматриваемых сточных вод), другие - ниже источника загрязнения, в месте полного смешения. Химический состав воды в пробе, отработанной в створе выше источника загрязнения, характеризует фоновые показатели качества воды водотока в данном пункте (см. рис.).

Как и в случае нормирования загрязнения воздуха, так и для  воды наблюдается определенная ограниченность концепции ПДК, не позволяющая при  наличии известных ПДК считать, что состояние данного объекта  водопользования успешно контролируется. Например, считается, что в воде может  содержаться не более 250 мг/л хлоридов и 0,1 мг/л хроматов.

Первое ограничение. Указанные нормативы разработаны для воды только с хлоридами или только с хроматами, а если в воде «компот»? Если в ней одновременно находятся и сульфаты, и железо, и никель, и нефть?  Что чаще всего и бывает! Безопасна ли вода, если даже каждый из этих компонентов в концентрации ниже своей нормы ПДК? Можно ли пить (или употреблять для других целей) такую воду? А ведь у нас почти вся загрязненная вода (и загрязненный воздух тоже) - именно «компоты в которых норма ПДК теряет 9/10 своего высокого смысла.

Второе обстоятельство: а как часто мы замеряем ПДК? Практика обычная - раз в месяц, в неделю и очень редко - раз в сутки. Стало быть через 10 мин. после отбора очередной пробы можно смело превысить норму ПДК хоть в 1000 раз: до следующего отбора река унесет всю грязь. Можно ночью выбрасывать в атмосферу то, за что днем чревато штрафом. И наивно полагать, что производственники не знают всех этих маленьких хитростей и не пользуются ими.

И третье. По идее, доказательством научной проработки нормы ПДК должна быть ее одинаковость во всем мире: ведь американский или китайский живой организм должен реагировать на хлориды, никель или хром так же, как украинский, русский и т.д. Но стоит открыть справочник и легко можно убедиться, что отечественные нормы в массе своей – самое суровые в мире.

В дополнение к уже отмеченным недостаткам использования системы  ПДК для оценки качества воды следует  указать тот факт, что ПДК загрязняющих примесей определяют не в очищенных  сточных водах, а в воде рек  и водоемов. При этом требуемая норма концентрации  достигается не только очисткой, но и благодаря само очищающей  способности водотоков и водоемов и разбавления сброшенных стоков чистой водой.

Разумеется, необходимая  кратность разбавления не может  быть достигнута непосредственно в  местах сброса, и «Правила охраны поверхностных  вод от загрязнения сточными водами»  разрешают сброс стоков «с учетом степени возможного смешения и разбавления  сточных вод водой водоема на пути от места выпуска сточных вод до створа ближайшего пункта питьевого, культурно-бытового или рыбохозяйственного водопользования». Практически это означает, что река или водоем должны быть чистыми не на всем их протяжении, а лишь на отдельных участках, главным образом в местах водозабора. Это допущение приводит к тому, что речные воды становятся непригодными или ограниченно пригодными на десятки и сотни километров. Еще хуже обстоит дело с непроточными или слабопроточными водоемами: здесь процессы самоочищения протекают медленнее и нередко возникают уже необратимые загрязнения.

И, наконец, современная промышленность синтезирует ежегодно тысячи новых веществ; определение их ПДК неизбежно запаздывает, тем более что, попадая в воду, эти вещества могут создавать новые, неисследованные комбинации соединений с неизвестными свойствами. Что же касается давно известных и нетоксичных минеральных солей, то предусматриваемые санитарными требованиями ПДК этих соединений во много раз превышают их естественные концентрации в природных водах. Поэтому сброс в реки и водоемы сточных вод, прошедших глубокую очистку  от органических соединений азота, серы, фосфора и других элементов, может приводить к повышению в воде концентраций растворимых нитратов, сульфатов, фосфатов, которое стимулирует рост водорослей, вызывает «цветение» и эвтрофирование водоемов. Водоросли  отмирая, поглощают массу кислорода, лишая воду способности к самоочищению.

Разработаны гигиенистами  ПДК не отражают в должной мере влияние  чужеродных веществ на водные экосистемы, что может привести к  недопустимым биологическим сдвигам. Назрела необходимость разработки экологических ПДК: оценивать качество воды следует не только по обще санитарным, органолептическим и химическим показателям, но и по показателям, характеризующим уровень жизни водных объектов.

 

5.1. Раздельное  нормирование качества воды

Как и для примесей в атмосферном воздухе, для веществ, загрязняющих воду, используется раздельное нормирование качества воды, принцип разделения здесь иной и связан он с приоритетным назначением водного объекта, т.е. с категориями водопользования (см. схему категорий водопользования).

К качеству воды каждой категории  водопользования предъявляются  различные требования: в одних  случаях более, в других - менее  жесткие.

Например, присутствие хлорорганических ядохимикатов (ДДТ, гексахлоран) в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах  допускаются в весьма ограниченных количествах: концентрации соответственно 0,02 и 0,1 мг/л. В воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается (т.е. вещества не должны определяться существующими методами анализа), что объясняется закономерностью прогрессивного накопления токсикантов в пищевых цепях.

 

 

 

 

 

 

 Категории водопользования

Использование для нужд

 населения (I)

Использование для целей  рыбного хозяйства (II)

Места нереста, масс.нагула, охранной зоны хоз – в для возпроиз. водообит. организмов

Для сохр. и воспро -

изводства ценных видов рыб  с высокой чуствит. к содерж.О₂

Для других рыбохоз.

целей

Культурно-бытовое (купание, спорт, отдых)

Хозяйственно -питьевое и  для предприятий пищевой промышленности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Некоторые вещества могут  оказывать неблагоприятное воздействие  на организм только при попадании  внутрь, другие опасны, кроме того; и  при контактном воздействии. Соответственно, присутствие первых ограничивает возможности  для купания и умывания (санитарное ограничение), а вторых - лимитирует использование воды для питья  и приготовления пищи (санитарно-токсикологические  ограничения).

Некоторые вещества являются вредными в сравнительно высоких  концентрациях именно при контактном воздействии или при воздействии  на органы чувств, и поэтому их ПДК  в водных объектах I категории имеют  высокие значения с обще санитарной точки зрения. Однако в водных  объектах II категории они оказываются  токсичными для ихтиофауны (рыб), и  здесь на первое место выдвигается  их токсическое действие  Соответственно ПДК на эти вещества ужесточаются. Например, если водных объектах I категории  ПДК для аммиака (по азоту) составляет мг/л, то для II категории — она  в 40 раз ниже.

Есть вещества мало ядовитые, но обладающие резким стойким запахом, например, нефтепродукты. В водных объектах I категории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основе ограничения - органолептические свойства воды, загрязненной этими продуктами (ПДК=0,3 мг/л). Однако ткани рыб, обитающих  в водоемах рыбохозяйственного назначения, приобретают резкий запах, а, кроме  того  нефть губительна для икры, личинок, молоди рыб. Поэтому рыбохозяйственных  водных объектах присутствие нефти  лимитируется,   прежде всего по рыбохозяйственному показателю, и ПДК снижается 0,05 мг/л.

Таким образом, для обеспечения  чистоты водных объектов одновременно с ПДК используется другой ограничительный  норматив: лимитирующий  показатель вредности (ЛПВ), не имеющий количественной характеристики, а отражающий приоритетность требований к качеству воды в тех случаях, когда водный объект имеет полифункциональное назначение.

Для вод хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового назначения для  нормирования их качества устанавливаются  ПДКВ вредных веществ с учетом трех показателей вредности: органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического. Для вод рыбохозяйственного  назначения (водопользования) ПДК_В.Р. устанавливаются с учетом пяти показателей вредности: органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического, токсикологического, рыбохозяйственного.

Органолептический показатель вредности характеризует способность  вещества изменять органолептические  свойства воды (запах, вкус, цвет).

Общесанитарный показатель определяет влияние вещества на процессы природного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций  с участием природной микрофлоры.

Санитарно - токсикологический  показатель характеризует вредное  воздействие  вещества на организм человека.

Токсикологический показатель вредности характеризует токсичность  вещества для живых организмов, обитающих  в водном объекте (планктон и др.)

Рыбохозяйственный показатель вредности характеризует влияние  вещества на качество промысловых рыб.

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (или пяти) показателям  вредности принимается за ПДК  с указанием ЛПВ.

Значение ПДК вредных  веществ в водных объектах различны для  разных категорий водопользования  и их перечни также различны: для  водных объектов I категории установлены  ПДК для 1717 вредных веществ, второй категории - 952, причем лишь немногие из них повторяются в обоих перечнях.

Понятно, что различные  вещества при одинаковом ЛПВ могут  иметь различные значения ПДК.

Нормирование загрязняющих веществ в воде учитывает 3 главных  категории:

• влияние вещества на общий санитарный режим водного объекта;
• влияние на органолептические свойства воды;
• влияние на здоровье населения.

Первый критерий связан с влиянием загрязняющих веществ на процессы самоочищения воды от органических загрязнений в сточных водах. В первую очередь определяется, какое количество кислорода необходимо  для окисления органики и развития водной микрофлоры.

Критериальной характеристикой  воды в этом случае является биохимическое  потребление кислорода (БПК).

Следует добавить, что процессы самоочищения в водоемах, кроме окисления  органических примесей, включают также: коагуляцию взвешенных частиц, окисление  минеральных примесей растворенным в  воде кислородом, нейтрализацию  кислот и оснований, гидролиз солей  тяжелых металлов с образованием нерастворимых гидроксидов и  выделением их из воды.

Пороговые значения второго  критерия устанавливаются на группах  людей - добровольцев, отобранных по способности  к восприятию запахов. Порог запахового ощущения для самых чувствительных индивидуумов принимается в качестве ПДК_В для данного вещества.

Более сложно исследовать  влияние вредных веществ на здоровье людей. Для этого проводятся санитарно-токсикологические  исследования с целью установления максимальной недействующей дозы (концентрации) вещества (МНД или МНК).

Минимальная концентрация, которая вызывает незначительный  но достоверные изменения в организме  или в водной среде (по любому показателю вредности), считается пороговой (минимально действующей). Наибольшая концентрация, которая еще не вызывает никаких  изменений, считается МНК.

Эксперименты осуществляются на крысах, морских свинках: или других теплокровных животных, причем диапазон исследуемых концентраций вредных  веществ довольно широк: они различаются  в 5…10 раз, а опыт длится в течение 6 месяцев и более. Для того чтобы  выявить так называемые минимальные  эффекты, используют метод условных рефлексов, т.е. реакции тест-объектов на присутствие в воде загрязняющих веществ. При этом наблюдаются большие  различия в чувствительности разных видов тест-организмов, поэтому выявляют самое слабое звено среди всех использованных организмов и устанавливают  МНК по тому или иному ЛПВ. Если вещество не обладает кумулятивным эффектом, это концентрацию принимают за основу в расчетах ПДК. При наличии кумулятивных свойств вносят поправку на степень  кумуляции.