Пдк по питьевой воде. Пдк в воде
В Российской Федерации качество питьевой воды должно удовлетворять определенным требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.10749-01 «Питьевая вода». В Европейском Союзе (ЕС) нормы определяет директива «По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком» 98/83/ЕС. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) устанавливает требования к качеству воды в «Руководстве по контролю качества питьевой воды 1992 г». Также существуют нормы Агентства по охране окружающей среды США (U.S.EPA). В нормах присутствуют незначительных отличия по различным показателям, но лишь вода соответствующего химического состава обеспечивает здоровье человека. Присутствие неорганических, органических, биологических загрязнений, а также повышенное содержание нетоксичных солей в количествах, превышающих указанные в представленных требованиях, приводит к развитию различных заболеваний.
Основные требования к питьевой воде заключаются в том, что она должна иметь благоприятные органолептические показатели, быть безвредной по своему химическому составу и безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношении. Перед подачей воды в распределительные сети, в точках водозабора, наружной и внутренней водопроводных сетях качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам.
Таблица 1. Требования к качеству питьевой воды
| Показатели | Единицы измерения | Предельно допустимые концентрации (ПДК), не более | Показатель вредности | Класс опасности | ВОЗ | U.S.EPA | ЕС |
| Водородный показатель | pH | 6-9 | - | - | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 | |
| Общая минерализация (сухой остаток) | мг/л | 1000 (1500) | - | - | 1000 | 500 | 1500 |
| Жесткость общая | мг-экв./л | 7,0 (10) | - | - | - | - | 1,2 |
| Окисляемость перманганатная | мг/л | 5,0 | - | - | - | - | 5,0 |
| Нефтепродукты, суммарно | мг/л | 0,1 | - | - | - | - | - |
| Поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионные | мг/л | 0,5 | - | - | - | - | - |
| Фенольный индекс | мг/л | 0,25 | - | - | - | - | - |
| Щелочность | мгНСО3-/л | - | - | - | - | - | 30 |
| Фенольный индекс | мг/л | 0,25 | - | - | - | - | - |
| Неорганические вещества | |||||||
| Алюминий (Аl 3+) | мг/л | 0,5 | с. -т. | 2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Азот аммонийный | мг/л | 2,0 | с. -т. | 3 | 1,5 | - | 0,5 |
| Асбест | Милл.волокн/л | - | - | - | - | 7,0 | - |
| Барий (Ва2+) | мг/л | 0,1 | -"- | 2 | 0,7 | 2,0 | 0,1 |
| Бериллий (Ве2+) | мг/л | 0,0002 | - | 1 | - | 0,004 | - |
| Бор (В, суммарно) | мг/л | 0,5 | - | 2 | 0,3 | - | 1,0 |
| Ванадий (V) | мг/л | 0,1 | с. -т. | 3 | 0,1 | - | - |
| Висмут (Bi) | мг/л | 0,1 | с. -т. | 2 | 0,1 | - | - |
| Железо (Fe, суммарно) | мг/л | 0,3 (1,0) | орг. | 3 | 0,3 | 0,3 | 0,2 |
| Кадмий (Сd, суммарно) | мг/л | 0,001 | с. -т. | 2 | 0,003 | 0,005 | 0,005 |
| Калий (К +) | мг/л | - | - | - | - | - | 12,0 |
| Кальций (Ca +2) | мг/л | - | - | - | - | - | 100,0 |
| Кобальт (Co) | мг/л | 0,1 | с. -т. | 2 | - | - | - |
| Кремний (Si) | мг/л | 10,0 | с. -т. | 2 | - | - | - |
| Магний (Mg +2) | мг/л | - | с. -т. | - | - | - | 50,0 |
| Марганец (Мn, суммарно) | мг/л | 0,1 (0,5) | орг. | 3 | 0,5 (0,1) | 0,05 | 0,05 |
| Медь (Сu, суммарно) | мг/л | 1,0 | -"- | 3 | 2,0 (1,0) | 1,0-1,3 | 2,0 |
| Молибден (Мо, суммарно) | мг/л | 0,25 | с. -т. | 2 | 0,07 | - | - |
| Мышьяк (Аs, суммарно) | мг/л | 0,05 | с. -т. | 2 | 0,01 | 0,05 | 0,01 |
| Никель (Ni, суммарно) | мг/л | 0,1 | с. -т. | 3 | - | - | - |
| Нитраты (по NO 3 -) | мг/л | 45 | с. -т. | 3 | 50,0 | 44,0 | 50,0 |
| Нитриты (по NO 2 -) | мг/л | 3,0 | - | 2 | 3,0 | 3,5 | 0,5 |
| Ртуть (Нg, суммарно) | мг/л | 0,0005 | с. -т. | 1 | 0,001 | 0,002 | 0,001 |
| Свинец (РЬ, суммарно) | мг/л | 0,03 | -"- | 2 | 0,01 | 0,015 | 0,01 |
| Селен (Sе, суммарно) | мг/л | 0,01 | - | 2 | 0,01 | 0,05 | 0,01 |
| Серебро (Ag +) | мг/л | 0,05 | - | 2 | - | 0,1 | 0,01 |
| Сероводород (H 2 S) | мг/л | 0,03 | орг. | 4 | 0,05 | - | - |
| Стронций (Sг 2+) | мг/л | 7,0 | -"- | 2 | - | - | - |
| Сульфаты (S0 4 2-) | мг/л | 500 | орг. | 4 | 250,0 | 250,0 | 250,0 |
| Фториды F - (для климатических районов) | |||||||
| I и II | мг/л | 1,5 | с. -т. | 2 | 1,5 | 2,0-4,0 | 1,5 |
| III | мг/л | 1,2 | -"- | 2 | |||
| Хлориды (Сl -) | мг/л | 350 | орг. | 4 | 250,0 | 250,0 | 250,0 |
| Хром (Сг 3+) | мг/л | 0,5 | с. -т. | 3 | - | 0,1 (всего) | - |
| Хром (Сг 6+) | мг/л | 0,05 | с. -т. | 3 | 0,05 | 0,05 | |
| Цианиды (СN -) | мг/л | 0,035 | -"- | 2 | 0,07 | 0,2 | 0,05 |
| Цинк (Zn 2+) | мг/л | 5,0 | орг. | 3 | 3,0 | 5,0 | 5,0 |
с.-т. – санитарно-токсикологический; орг. –органолептический.
Химические свойства воды
Окисляемость
Окисляемость показывает количество кислорода в миллиграммах, необходимого для окисления органических веществ, содержащихся в 1 дм³ воды.
Воды поверхностных и подземных источников имеют разную окисляемость - у подземных вод величина окисляемости незначительна, за исключением болотных вод и вод нефтяных месторождений. Окисляемость горных рек ниже, чем равнинных. Наибольшая величина окисляемости (до десятков мг/дм³) - у рек с питанием болотными водами.
Величина окисляемости закономерно изменяется в течение года. Окисляемость характеризуется несколькими величинами - перманганатной, бихроматной, йодатной окисляемостью (в зависимости от того, какой окислитель используется).
ПДК окисляемости воды имеют следующие значения: химическое потребление кислорода или бихроматная окисляемость (ХПК) водоемов питьевого назначения не должна превышать 15 мг О₂ /дм³. Для водоемов в зонах рекреации величина ХПК не должна превышать 30 мг О₂ /дм³.
Показатель pH
Водородный показатель (pH) природной воды показывает количественное содержание в ней угольной кислоты и ее ионов.
Санитарно-гигиенические нормативы для водоемов разного типа водопользования (питьевого, рыбохозяйственного, рекреационных зон) устанавливают ПДК pH в интервале 6,5-8,5.
Концентрация ионов водорода, выраженная величиной pH - один из важнейших показателей качества воды. Величина pH имеет решающее значение при протекании многочисленных химических и биологических процессов в природной воде. Именно от величины pH зависит, какие растения и организмы будут развиваться в данной воде, каким образом будет происходить миграция элементов, от этой величины также зависит степень коррозионной активности воды на металлические и бетонные конструкции.
От величины pH зависят пути превращения биогенных элементов и степени токсичности загрязняющих веществ.
Жесткость воды
Жесткость природной воды проявляется вследствие содержания в ней растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание ионов кальция и магния является общей жесткостью. Жесткость можно выражать несколькими единицами измерения, на практике чаще используют величину мг-экв/дм³.
Высокая жесткость ухудшает бытовые характеристики и вкусовые свойства воды, оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
ПДК по жесткости питьевой воды нормируется величиной 10,0 мг-экв/дм³.
К технической воде отопительных систем предъявляют более строгие требования по жесткости их-за вероятности образования накипи в трубопроводах.
Аммиак
Присутствие аммиака в природной воде обусловлено разложением азотсодержащих органических веществ. Если аммиак в воде образуется при разложении органических остатков (фекальное загрязнение), то такая вода непригодна для питьевых нужд. Аммиак определяется в воде по содержанию ионов аммония NH₄⁺.
ПДК аммиака в воде составляет 2,0 мг/дм³.
Нитриты
Нитриты NO₂⁻ являются промежуточным продуктом биологического окисления аммиака до нитратов. Процессы нитрификации возможны только в аэробных условиях, в противном случае природные процессы идут по пути денитрификации - восстановления нитратов до азота и аммиака.
Нитриты в поверхностных водах находятся в виде нитрит-ионов, в кислых водах частично могут быть в форме недиссоциированной азотистой кислоты (HN0₂).
ПДК нитритов в воде составляет 3,3 мг/дм³ (по нитрит-иону), или 1 мг/дм³ в пересчете на азот аммонийный. Для водоемов рыбохозяйственного назначения нормы составляют 0,08 мг/дм³ по нитрит-иону или 0,02 мг/дм³ в пересчете на азот.
Нитраты
Нитраты по сравнению с другими азотными соединениями наименее токсичны, однако в значительных концентрациях вызывают вредные последствия для организмов. Основная опасность нитратов - в их способности накапливаться в организме и окисляться там до нитритов и нитрозаминов, которые значительно более токсичны и способны вызывать так называемое вторичное и третичное нитратное отравление.
Накопление больших количеств нитратов в организме способствует развитию метгемоглобинемии. Нитраты вступают в реакцию с гемоглобином крови и образуют метгемоглобин, которые не переносит кислород и, таким образом, вызывает кислородное голодание тканей и органов.
Подпороговая концентрация нитрата аммония, не оказывающая вредных последствий на санитарный режим водоема составляет 10мг/дм³.
Для водоемов рыбохозяйственного назначения повреждающие концентрации нитратов аммония для различных видов рыб начинаются с величин порядка сотен миллиграммов на литр.
ПДК нитратов для питьевой воды составляет 45 мг/дм³ , для рыбохозяйственных водоемов -40 мг/дм³ по нитратам или 9,1 мг/дм³ по азоту.
Хлориды
Хлориды в повышенной концентрации ухудшают вкусовые качества воды, а при высокой концентрации делают воду непригодной для питьевых целей. Для технических и хозяйственных целей содержание хлоридов также строго нормируется. Вода, в которой много хлоридов непригодна для орошения сельскохозяйственных насаждений.
ПДК хлоридов в питьевой воде не должно превышать 350 мг/дм³, в воде рыбохозяйственных водоемов - 300мг/дм³.
Сульфаты
Сульфаты в питьевой воде ухудшают ее органолептические показатели, при высоких концентрациях оказывают физиологическое воздействие на организм человека. Сульфаты в медицине используются как слабительное средство, поэтому их содержание в питьевой воде строго нормируется.
Сульфат магния определяется в воде на вкус при содержании от 400 до 600 мг/дм³, сульфат кальция - от 250 до 800 мг/дм³.
ПДК сульфатов для питьевой воды - 500 мг/дм³, для вод рыбохозяйственных водоемов -100 мг/дм³.
О влиянии сульфатов на процессы коррозии нет достоверных данных, но отмечается, что при содержании сульфатов в воде свыше 200 мг/дм³ из свинцовых труб вымывается свинец.
Железо
Соединения железа поступают в природную воду из природных и антропогенных источников. Значительные количества железа поступают в водоемы вместе со сточными водами металлургических, химических, текстильных и сельскохозяйственных предприятий.
При концентрации железа свыше 2 мг/дм³ ухудшаются органолептические показатели воды- в частности, появляется вяжущий привкус.
ПДК железа в питьевой воде 0,3 мг/дм³,при лимитирующем показатели вредности – органолептическом. Для вод рыбохозяйственных водоемов - 0,1 мг/дм³, лимитирующий показатель вредности - токсикологический.
Фтор
Высокие концентрации фтора наблюдаются в сточных водах стекольных, металлургических и химических производств (при производстве удобрений, стали, алюминия и др.), а также на горнорудных предприятиях.
ПДК по фтору в питьевой воде составляет 1,5 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности санитарно-токсикологическом.
Щелочность
Щелочность - показатель, логически противоположный кислотности. Щелочность природных и технических вод – способность содержащихся в них ионов нейтрализовать эквивалентное количество сильных кислот.
Показатели щелочности воды необходимо учитывать при реагентной подготовке воды, в процессах водоснабжения, при дозировании химических реагентов.
Если концентрация щелочноземельных металлов повышена, знание щелочности воды необходимо при определении пригодности воды для систем орошения.
Щелочность воды и показатель pH используются в расчете баланса угольной кислоты и определении концентрации карбонат-ионов.
Кальций
Поступление кальция в природные воды идет из естественных и антропогенных источников. Большое количество кальция поступает в природные водоемы со стоками металлургических, химических, стекольных и силикатных производств, а также при стоке с поверхности сельхозугодий, где применялись минеральные удобрения.
ПДК кальция в воде рыбохозяйственных водоемов составляет 180 мг/дм³.
Ионы кальция относятся к ионам жесткости, которые образуют прочную накипь в присутствии сульфатов, карбонатов и некоторых других ионов. Поэтому содержание кальция в технических водах, питающих паросиловые установки, строго контролируется.
Количественное содержание в воде ионов кальция необходимо учитывать при исследовании карбонатно-кальциевого равновесия, а также при анализе происхождения и химсостава природных вод.
Алюминий
Алюминий известен как легкий серебристый металл. В природных водах он присутствует в остаточных количествах в виде ионов или нерастворимых солей. Источники попадания алюминия в природные воды - сточные воды металлургических производств, переработки бокситов. В процессах водоподготовки соединения алюминия применяют в качестве коагулянтов.
Растворенные соединения алюминия отличаются высокой токсичностью, способны накапливаться в организме и приводить к тяжелым поражениям нервной системы.
ПДК алюминия в питьевой воде не должна превышать 0,5 мг/дм³.
Магний
Магний - один из важнейших биогенных элементов, играющий большую роль в жизнедеятельности живых организмов.
Антропогенные источники поступления магния в природные воды- сточные воды металлургии, текстильной, силикатной промышленности.
ПДК магния в питьевой воде - 40 мг/дм³.
Натрий
Натрий - щелочной металл и биогенный элемент. В небольших количествах ионы натрия выполняют важные физиологические функции в живом организме, в высоких концентрациях натрий вызывает нарушение работы почек.
В сточных водах натрий поступает в природные воды преимущественно с орошаемых сельхозугодий.
ПДК натрия в питьевой воде составляет 200 мг/дм³.
Марганец
Элемент марганец содержится в природе в виде минеральных соединений, а для живых организмов является микроэлементом, то есть в малых количествах необходим для их жизнедеятельности.
Значительное поступление марганца в природные водоемы происходит со стоками металлургических и химических предприятий, горно-обогатительных фабрик и шахтных производств.
ПДК ионов марганца в питьевой воде -0,1 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности органолептическом.
Избыточное поступление марганца в организм человека нарушает метаболизм железа, при тяжелых отравлениях возможны серьезные психические расстройства. Марганец способен постепенно накапливаться в тканях организма, вызывая специфические заболевания.
Хлор остаточный
Используемый для обеззараживания воды гипохлорит натрия присутствует в воде в виде хлорноватистой кислоты или иона гипохлорита. Использование хлора для дезинфекции питьевых и сточных вод, несмотря на критику метода, до сих пор широко используется.
Хлорирование также применяется в процессах изготовления бумаги, ваты, для дезинсекции холодильных установок.
В природных водоемах активный хлор присутствовать не должен.
ПДК свободного хлора в питьевой воде 0.3 - 0.5 мг/дм³.
Углеводороды (нефтепродукты)
Нефтепродукты - одни из наиболее опасных загрязнителей природных водоемов. Нефтепродукты попадают в природные воды несколькими путями: в результате разливов нефти при авариях нефтеналивных судов; со сточными водами нефтегазовой промышленности; со сточными водами химических, металлургических и других тяжелых производств; с хозяйственно-бытовыми стоками.
Небольшие количества углеводородов образуются в результате биологического разложения живых организмов.
Для санитарно-гигиенического контроля определяются показатели содержания растворенной, эмульгированной и сорбированной нефти, поскольку каждый перечисленный вид по-разному влияет на живые организмы.
Растворенные и эмульгированные нефтепродукты оказывают многообразное неблагоприятное воздействие на растительный и животный мир водоемов, на здоровье человека, на общее физико-химическое состояние биогеоценоза.
ПДК нефтепродуктов для питьевой воды -0,3 мг/дм³, при лимитирующем показатели вредности органолептическом. Для водоемов рыбохозяйственного назначения ПДК нефтепродуктов 0,05 мг/дм³.
Полифосфаты
Полифосфатные соли используются в процессах водоподготовки для умягчения технической воды, в качестве компонента средств бытовой химии, как катализатор или ингибитор химических реакций, как пищевая добавка.
ПДК полифосфатов для воды хозяйственно-питьевого назначения - 3,5 мг/дм³, при лимитирующем показатели вредности органолептическом.
Кремний
Кремний – распространенный в земной коре элемент, входит в состав многих минералов. Для организма человека является микроэлементом.
Значительное содержание кремния наблюдается в сточных водах керамических, цементных, стекольных и силикатных производств, при производстве вяжущих материалов.
ПДК кремния в питьевой воде - 10 мг/дм³.
Сульфиды и сероводород
Сульфиды - серосодержащие соединения, соли сероводородной кислоты H₂S. В природных водах содержание сероводорода позволяет судить об органическом загрязнении, поскольку сероводород образуется при гниении белка.
Антропогенные источники сероводорода и сульфидов - хозяйственно-бытовые сточные воды, стоки металлургических, химических и целлюлозных производств.
Высокая концентрация сероводорода придает воде характерный неприятный запах (тухлых яиц) и токсичные свойства, вода становится непригодной для технических и хозяйственно-питьевых целей.
ПДК по сульфидам - в водоемах рыбохозяйственного назначения содержание сероводорода и сульфидов недопустимо.
Стронций
Химически активный металл, в естественной форме является микроэлементом растительных и животных организмов.
Повышенные поступления стронция в организм изменяют метаболизм кальция в организме. Возможно развитие стронциевого рахита или «уровской болезни», при которой наблюдается задержка роста и искривление суставов.
Радиоактивные изотопы стронция вызывают у человека канцерогенный эффект или лучевую болезнь.
ПДК природного стронция в питьевой воде составляет 7 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности санитарно-токсикологическом.
ПДКВ - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/л. Эта концентрация не должа оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей жизни, а также на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования. ПДКВ.р. - Предельно допустимая концентрация вещества в воде водоёма, используемого для рыбохозяйственных целей, мг/л.
Оценка качества водных экосистем основана на нормативных и директивных документах, использующих прямые гидрогеохимические оценки. В табл. 2.4 в качестве примера приведены критерии оценки химического загрязнения поверхностных вод.
Для воды установлены предельно допустимые концентрации более чем 960 химических соединений, которые объедееинены в три группы по следующим лимитирующим показателям вредности (ЛПВ): санитарно-токсикологическому (с.-т.); общесанитарному (общ.); органолептическому (орг.).
ПДК некоторых вредных веществ в водной среде представлены в табл. 2.1.4.
Самые высокие требования предъявляются к питьевой воде. Государственный стандарт на воду, используемую для питья и в пищевой промышленности (СанПиН 2.1.4.1074-01), определяет благоприятные для человека органолептические показатели воды: вкус, запах, цвет, прозрачность, а также безвредность её химического состава и эпидемиологическую безопасность.
Таблица 2.1.4
ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и
культурно-бытового водопользования, мг/л
(ГН 2.1.5.689-98)
| Вещества | ЛПВ | пдк |
| 1 | 2 | 3 |
| />Бор | С.-т. | 0,5 |
| Бром | С.-т. | 0,2 |
| Висмут | С.-т. | 0,1 |
| Гексахлорбензол | С.-т. | 0,05 |
| Диметиламин | С.-т. | 0,1 |
| Дифтордихлорметан (фреон) | С.-т. | 10 |
| Диэтиловый эфир | Орг. | 0,3 |
| Железо | Орг. | 0,3 |
| Изопрен | Орг. | 0,005 |
| Кадмий | С.-т. | 0,001 |
| Карбофос | Орг. | 0,05 |
| Керосин: | | |
| Окисленный | Орг. | 0,01 |
| Осветительный (ГОСТ 4753-68) | Орг. | 0,05 |
| Технический | Орг. | 0,001 |
| Кислота: | | |
| Бензойная | Общ. | 0,6 |
| Дифенилуксусная | Общ. | 0,5 |
| Масляная | Общ. | 0,7 |
| Муравьиная | Общ. | 3,5 |
| Уксусная | Общ. | 1,2 |
| Кислоты жирные синтетические | Общ. | 0,1 |
| С5-С20 | | |
| Марганец | Орг. | 0,1 |
| Медь | Орг. | 1 |
| Метанол | С-т. | 3 |
| Молибден | С-т. | 0,25 |
| Мочевина | Общ. | 1 |
| Нафталин | Орг. | 0,01 |
| Нефть: | | |
| Многосернистая | Орг. | 0,1 |
| Прочная | Орг. | 0,3 |
| Нитраты по: | | |
| NO3- | С-т. | 45 |
| NO2- | С-т. | 3,3 |
| Полиэтиленамин | С-т. | 0,1 |
| Тиоцианаты | С-т. | 0,1 |
| Ртуть | С-т. | 0,0005 |
| Свинец | С-т. | 0,03 |
| Сероуглерод | Орг. | 1 |
| Скипидар | Орг. | 0,2 |
| Сульфиды | Общ. | Отсутствие |
| Тетраэтилсвинец | С-т. | Отсутствие |
| Трибутилфосфат | Общ. | 0,01 |
Питьевая вода в любое время года не должна содержать менее 4 г/м кислорода, а наличие в ней минеральных примесей (мг/л) не должно превышать: сульфатов (SO4 -) - 500; хлоридов (Cl -) - 350; железа (Fe2+ + Fe3+) - 0,3; марганца (Mn2+) - 0,1; меди (Cu2+) - 1,0; цинка (Zn2+) - 5,0; алюминия (Al) - 0,5; метафосфатов (PO3 ") - 3,5; фосфатов (PO4
3") - 3,5; сухого остатка - 1000. Таким образом, вода пригодная для питья, если ее общая минерализованность не превышает 1000 мг/л. Очень малая минерализованность воды (ниже 1000 мг/л) тоже ухудшает её вкус, а вода, вообще лишённая солей (дистиллированная), вредна для здоровья, так как её употребление нарушает пищеварение и деятельность желез внутренней секреции. Иногда по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается содержание сухого остатка до 1500 мг/л.
Показатели, характеризующие загрязнение водоёмов и питьевой воды веществами, отнесёнными к 3 и 4 классам опасности, а также физико-химические свойства и органолептические характеристики воды относятся к дополнительным. Их используют для подтверждения степени интенсивности антропогенного загрязнения водоисточников, установленного по приоритетным показателям.
Применение различнх критериев оценки качества вод должно основываться на преимуществе требований того водопользования, чьи критерии жестче. Например, если водный объект одновременно служит для питьевых и рыбохозяйственных целей, то к оценке качества вод могут предъявлять более строгие требования (экологические и рыбохозяйственные).
ПХЗ-10 (показатель химического загрязнения). Этот показатель особенно важен для территорий, где загрязнение химическими веществами наблюдается сразу по нескольким веществам, каждый из которых многократно превышает ПДК. Его расчитывают только при выявлении зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.
Расчет ведут по десяти соединениям, максимально превышающим ПДК, по формуле:
ПХЗ-10 = С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + С3/ПДК3 + ...С10/ПДК10,
где Сь С2, С3 ... Сю - концентрация химических веществ в воде: ПДК- рыбохозяйственные.
При определении ПХЗ-10 для химических веществ, по которым относительно удовлетворительное значение загрязнения вод отсутствует, отношение С/ПДК условно принимают равным 1.
Для установления ПХЗ-10 рекомендуют проводить анализ воды по максимально возможному числу показателей.
В дополнительные показатели включены общепринятые физикохимические и биологические характеристики, дающие общее представление о составе и качестве вод. Эти показатели используют для дополнительной характеристики процессов, происходящих в водных объектах. Кроме того, в дополнительные характеристики включают показатели, учитывающие способность загрязняющих веществ накапливаться в донных отложениях и гидробионтах.
Коэффициент донной аккумуляции КДА вычисляют по формуле:
КДА = Сд.о./Св,
где Сд. о. и Св - концентрация загрязняющих веществ соответственно в донных отложениях и воде.
Коэффициент накопления в гидробионтах:
Кн = Сг/Св,
где Сг - концентрация загрязняющих веществ в гидробионтах.
Критические концентрации химических веществ (КК) определяют по методике определения критических концентраций загрязняющих веществ, разработанной Госкомгидрометом в 1983 г.
Усредненные значения КК некоторых загрязняющих веществ составляют, мг/л: медь - 0,001 ...0,003; кадмий - 0,008... 0,020; цинк - 0,05...0,10; ПХБ - 0,005; бенз(а)пирен - 0,005.
При оценке состояния водных экосистем достаточно надежными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества.
При выделении рассматриваемых зон используют показатели по бактерио-, фито-, и зоопланктону, а также по ихтиофауне. Кроме того, для определения степени токсичности вод применяют интегральный показатель - биотестирование (на низших ракообразных). При этом соответствующая токсичность водной массы должна наблюдаться во всех основных фазах гидрологического цикла.
Основные показатели по фито- и зоопланктону, а также по зообентосу приняты на основании данных региональных служб гидробиологического контроля, характеризующих степень экологической деградации пресноводных экосистем.
Параметры показателей, предлагаемые для выделения на данной территории зон, должны формироваться на материалах достаточно продолжительных наблюдений (не менее трёх лет).
Следует иметь в виду, что индикаторные значения видов могут быть различны в разных климатических зонах.
При оценке состояния водных экосистем важны показатели по ихтиофауне, особенно для уникальных, особо охраняемых водных объектов и водоёмов первой и высшей рыбохозяйственной категории.
БПК - биологическая потребность в кислороде - количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг О2 /л воды (БПКп - за 20 суток, БПК5 - за 5 суток).
Окислительный процесс в этих условиях осуществляется за счет микроорганизмов, использующих органические компоненты в качестве пищи. Метод БПК состоит в следующем. Исследуемую сточную воду после двухчасового отстаивания разбавляют чистой водой, взятой в таком количестве, чтобы содержащегося в ней кислорода с избытком хватило для полного окисления всех органических веществ в сточной воде. Определив содержание растворенного кислорода в полученной смеси, её оставляют в закрытой склянке на 2, 3, 5, 10, 15 суток, определяя содержание кислорода по истечении каждого из перечисленных периодов времени (период инкубации). Уменьшение количества кислорода в воде показывает, сколько его за это время израсходавано на окисление органических веществ, находящихся в сточной воде. Это количество, отнесенное к 1 л сточной воды, и является показателем биохимического потребления кислорода сточной водой за данный промежуток времени (БПК2, БПКз, БПК5, БПКю, БПК15).
Следует отметить, что биохимическое потребление кислорода не включает его расход на нитрификацию. Поэтому полное БПК следует проводить до начала нитрификации, которая начинается обычно спустя 15-20 суток. БПК сточных вод рассчитывается по формуле:
БПК = [(а1 ~ Ь1) ~ (а2 ~ b2)] Х 1000
V ’
где ai - концентрация кислорода в подготовленной для определения пробе в начале инкубации (в «нулевой день »), мг/л; а2 - концентрация кислорода в разбавляющей воде в начале инкубации, мг/л; b1 - концентрация кислорода в пробе в конце инкубации, мг/л; b2 - концентрация кислорода в разбавляющей воде в конце инкубации, мг/л; V - объем сточной воды, содержащейся в 1 л пробы, после всех произведенных разбавлений, мл.
ХПК - химическая потребность в кислороде, определенная би- хроматным методом, т.е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/л воды.
Химическое потребление кислорода, выраженное числом миллиграммов кислорода на 1 л сточной воды, вычисляют по формуле:
Хпк - 8(а - b)х N1000
V ’
где а - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование в холостом опыте, мл; b - объем того же раствора, израсходованного на титрование пробы, мл; N - нормальность титрованного раствора соли Мора; V - объем анализируемой сточной воды, мл; 8 - эквивалент кислорода.
По отношению БПКп/ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.
В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м 3 . Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.
Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.
В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м 3 . Если ПДК составляет более 10 мг/м 3 , то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.
| Таблица 1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ некоторых газообразных веществ в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений | ||
| Вещество | ПДК в атмосферном воздухе, мг/м 3 | ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м 3 |
| Диоксид азота | Максимальная разовая 0,085 Среднесуточная 0,04 |
2,0 |
| Диоксид серы | Максимальная разовая 0,5 Среднесуточная 0,05 |
10,0 |
| Монооксид углерода | Максимальная разовая 5,0 Среднесуточная 3,0 |
В течение рабочего дня 20,0 В течение 60 мин.* 50,0 В течение 30 мин.* 100,0 В течение 15 мин.* 200,0 |
| Фтороводород | Максимальная разовая 0,02 Среднесуточная 0,005 |
0,05 |
| * Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов | ||
ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.
Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м 3 , а в Венгрии – 0,15 мг/м 3 (в России – 0,008 мг/м 3).
В нашей стране нормативы предельно допустимой концентрации разрабатываются и утверждаются органами санитарно-эпидемиологической службы и государственными органами в области охраны окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды являются едиными для всей территории РФ. С учетом природноклиматических особенностей, а также повышенной социальной ценности отдельных территорий для них могут быть установлены нормативы предельно допустимой концентрации, отражающие особые условия.
При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.
При оценке опасности загрязнения в качестве образца сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают «грязной рекой» и «очень грязной рекой». На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа – в 5 раз, фосфатов – в 6 раз, меди – в 40 раз, аммонийного азота – в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10–100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.
Химические методы оценки качества окружающей среды очень важны, однако они не дают прямой информации о биологической опасности загрязняющих веществ – это задача биологических методов. Предельно допустимые концентрации являются определенными нормами щадящего воздействия загрязняющих веществ на здоровье человека и природную среду.
Елена Савинкина
Загрузка...
