С каждым годом возрастает загрязнение питьевой воды и вод водоемов: прудов, озер, рек, морей и т.д. Наибольший вклад в загрязнение водных объектов вносит сброс отработанных промышленных вод: черная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая промышленность.
Сточные воды промышленных предприятий содержат органические вещества, соединения тяжелых металлов. Они имеют кислую, нейтральную или щелочную реакцию, что вызывает изменение рН водоемов. При загрязнении нефтью и отходами нефтеперерабатывающей промышленности в водоемах образуются поверхностные пленки, нарушающие газообмен на границе воздух-вода. Атмосферные воды приносят загрязняющие вещества промышленного и транспортного происхождения, вымываемые из воздуха. Бытовые сточные воды содержат большое количество поверхностно-активных веществ, которые вызывают гибель флоры и фауны.
При контроле загрязнения воды основным нормативным показателем являются ПДК — нормативные показатели, при которых исключается неблагоприятное влияние веществ на организм человека.
Вводятся такие показатели, как:
- ПДН — предельно допустимая нагрузка;
- ПДЭН — предельно допустимая экологическая нагрузка;
- ЛПВ — лимитирующий показатель вредности. Содержание загрязняющих веществ, относящихся к одной группе ЛПВ, должно отвечать следующему условию:
где Сi — средняя концентрация i-го вещества в воде; т — общее количество веществ данной группы ЛПВ.
В настоящее время проблема загрязнения гидросферы не решена. Частично эту проблему решает сама природа за счет способности гидрсферы к самоочищению в процессе круговорота воды в природе.
В ГОСТах и при анализе загрязняющих веществ используется целый ряд специфических характеристик, согласно которым вещества относят к классам опасности и определяют степень предельно допустимых загрязнений в водоемах:
МНК (мг/л) — максимальная недействующая концентрация, определяется по санитарно-токсикологическим признакам при поступлении вещества с водой в организм;
МНД (мг/л) — максимальная недействующая доза вещества: МИД = МНК/20;
ППКоргл — подпороговая органолептическая концентрация, оценивается восприятием вещества органами чувств;
ПКсан — пороговая концентрация, которая не влияет на санитарные характеристики воды;
ГТДОТД — пороговая доза по отдаленным эффектам;
ПДобщ — пороговая доза по общетоксикологическому действию;
ЛД — летальная доза.
В табл. 1.13 приводится класс опасности вещества в воде, а в табл. 1.14 и 1.15 представлены ПДК (предельно допустимые концентрации) веществ в водной среде и общие требования к составу и свойствам воды.
Таблица 1.13. Класс опасности
Этап исследования | Критерии оценки опасности | Значения критериев, соответствующие классам опасности | |||
---|---|---|---|---|---|
I чрезвычайно опасные | II высоко-опасные | III умеренно-опасные | IV малоопасные | ||
1 | МНК/ПКсан | — | 1 1 | 1…10 1…10 | 2:10 <10 |
2 | МНК | 0,001 | 0,001…0,1 | 0,1…10 | >10 |
3 | ЛД50/МНД | 105 | 105…106 | 104…105 | <104 |
4 | ПДхд/ПДобЩ | 1 | 1…10 | 10…100 | > 100 |
Таблица 1.14. Вещества, загрязняющие водоемы
Вещество | ПДК (мг/л) в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения | Вещество | ПДК (мг/л) в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения |
---|---|---|---|
Медь, никель, цинк | 0,1 | Железо | 0,3 |
Аммиак | 2,0 | Нефть высокосернистая | 0,1 |
Хлор активный | 0,0 | Нефть прочая | 0,3 |
Капролактам | 1,0 | Фенол | 0,001 |
Тетраэтилсвинец | 0,0 | Дихлорфенол | 0,002 |
Свинец | 0,03 | Хлорофос | 0,05 |
Бензол | 0,5 | Сероуглерод | 1,0 |
Анилин | 0,1 | Нафтеновые кислоты | 0,3 |
Гексахлорбензол | 0,05 | ЩТ (пестицид) 0,2 | |
Нитраты по азоту | 45,0 |
|
Таблица 1.15. Общие требования к составу и свойствам воды
Показатели состава и свойств воды водоема | Требования и нормативы |
---|---|
Взвешенные вещества | Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше чем на 0,25 мг/л. |
Плавающие примеси | На поверхности воды не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна масел и скопление других примесей. |
Запахи и привкусы | Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 1 балла. |
Окраска | Не должна обнаруживаться в столбике 20 см. |
Температура | Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет. |
Реакция рН | 6,5…8,5 |
Минеральный состав | Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, хлоридам — 350 мг/л, сульфатам — 500 мг/л. |
Растворенный кислород | Не менее 4 мг/л. |
ВПК при 20°С (биологическое потребление кислорода) | Не более 3 мг/л. |
ХПК (химическое потребление кислорода) | Не более 15 мг/л. |
В условиях непрерывного воздействия человека на водные экологические системы также необходима постоянная оценка текущего состояния водоемов, свойств и состава воды. Понятие «водные ресурсы» включает все находящиеся в свободном состоянии (химически несвязанные) воды нашей планеты: поверхностные воды океанов, морей, рек, озер, а также подземные воды, почвенную влагу, воды ледников, искусственных водоемов.
В результате интенсивного использования водных ресурсов человеком изменяется не только количество воды, пригодной для той или иной области хозяйственной деятельности, изменяются водный баланс и гидрологический режим водных объектов и, самое главное, качество воды.
Основные виды загрязнения вод:
- загрязнение взвешенными веществами и коллоидными системами как естественным путем (наносы с берегов), так и антропогенной деятельностью (промышленные сбросы, захоронение отходов и так далее);
- химическое загрязнение — растворимыми газами, жидкостями и твердыми вредными веществами в виде выбросов промышленных предприятий, стоков с полей удобрений и ядохимикатов, перенос из атмосферы;
- бактериологической — вирусы, бактерии, простейшие, водоросли, паразиты, то есть возбудители различных болезней (бытовые стоки, стоки животноводческих ферм, мясокомбинаты, молокозаводы, кожевенные комбинаты и так далее);
- тепловое — от предприятий теплоэнергетики, атомной энергетики, которыми в водоемы сбрасывается вода повышенной температуры;
- радиационное — радиоактивными элементами.