Екологія - Васюкова Г.Т. - 8.6.2. Контроль за рівнем забруднення водного басейну

Найважливішою складовою частиною Українського водно-санітарного законодавства є гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у воді водойм. При обґрунтуванні гранично допустимих концентрацій насамперед враховується безпека здоров'я населення — головного водокористувача. Розрізняють рівні забруднення, що не впливають прямо чи побічно на санітарні умови водокористування і здоров'я населення, — гранично допустимі концентрації для водойм господарсько-питного і культурно-побутового користування і рівні забруднення, що торкаються не стільки інтересів охорони здоров'я, скільки інших інтересів населення, — граничнодопустимі концентрації для рибогосподарських водойм.

При встановленні гранично допустимої концентрації тієї чи іншої речовини обов'язково розглядаються три ознаки шкідливості: загально санітарний, органолептичний і санітарно-токсикологічний. Під загально санітарною шкодою розуміють вплив шкідливих речовин стічних вод на санітарний режим водойм, тобто на процеси їхнього природного самоочищення від органічного забруднення переважно побутовими стічними водами. Під впливом промислових стоків нерідко порушуються процеси самоочищення водойм унаслідок, наприклад, порушення кисневого режиму через надмірне забруднення води речовиною, яка легко окислюється і здатними до шумування речовинами.

Санітарно-токсикологічна шкідливість стічних вод зв'язана з впливом шкідливих речовин, що містяться в них, на здоров'я людини через джерела питного водопостачання. Установлення гранично допустимих концентрацій тут базується на підпорогових концентраціях речовин, тобто концентраціях, при яких не спостерігається якої-небудь помітної зміни функціонального стану організму.

В даний час прийнято, що гранично допустимі концентрації тієї чи іншої речовини у воді водойми встановлюються за такими ознаками шкідливої дії - вплив на здоров'я населення, на органолептичні властивості води чи на загальний санітарний стан водойми, якому відповідає найменший показник граничної чи підпорогової концентрації. Визначення гранично допустимих концентрацій по граничній і підпороговій концентрації створює відомий запас надійності за двома іншими ознаками шкідливості.

Як правило, водойми забруднюються одночасно декількома речовинами. Ефект дії шкідливих речовин з однаковою ознакою шкідливості, що лімітує, при концентраціях близьких до гранично допустимих сумується.

На сьогодні Мінздравом України затверджені більш 600 гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у водоймах господарсько-питного і культурно-побутового водокористування.

Рибогосподарські гранично допустимі концентрації, установлені для 137 речовин — це такі концентрації забруднювачів, при постійній присутності яких у водоймі виконуються наступні умови:

- не спостерігаються випадки загибелі риб і організмів, шо

служать для риб кормом:

- не відбувається поступове винищування тих чи інших видів риб, для життя яких водойма була придатною, а також заміни корисних для риб, у кормовому відношенні, організмів на малоцінні чи ті, що не мають кормового значення;

- не відбувається псування товарних якостей риб, що живуть у водоймі, наприклад, поява неприємних запахів та ін.,

- не відбувається зміни, здатної у визначені сезони чи в доступному для огляду майбутньому привести до загибелі риб, заміна цінних видів на малоцінні чи до втрати рибогосподарської цінності, як усієї водойми, так і її частини.

Окремі гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у водоймах господарсько-питного і рибогосподарського водокористування наведені в таблиці 8.3.

Таблиця 8.3 Гранично допустимі концентрації деяких шкідливих речовин у водоймах господарсько-питного і рибогосподарського водокористування

При надходженні у водні об'єкти декількох речовин з показниками шкідливості, що лімітують, сума відносин концентрації (С,; С₂;...С_Л) кожної з речовин, з урахуванням концентрацій речовин від вище розташованих випусків, до відповідної гранично допустимої концентрації не повинна перевищувати одиниці:

Стічні води, промислові і побутові, звичайно містять велику кількість різноманітних по сполуці розкладаються з випаром кисню. Загальний рівень забруднення в цьому випадку може характеризувати величина потреби в кисні. Розрізняють біологічну і хімічну потребу в кисні.

Під біологічною потребою в кисні (БПК) розуміють ту кількість кисню в мг/л стічної води, яка потрібна живим організмам для окислювання органічних і неорганічних речовин, що знаходяться в одному літрі стічної води.

Очевидно, що біологічному окислюванню піддаються тільки ті компоненти стічних вод, що можуть бути використані організмами для своєї життєдіяльності. Процес цей тривалий, тому величина БПК завжди вказується з індексом, що позначає час окислювання, добу. При цьому величина БПК_І0 (окислювання протягом 10 діб) буде більша від величини БПК₅ (окислювання протягом 5 діб) унаслідок більш глибокого окислювання. Таким чином, величина БПК прагне до деякої стабільної величини, шо позначається, як величина БПК повна (БПК_п). БПК_п води господарсько-питних і рибогосподарських водойм у кисні при 20 °С не повинна перевищувати 3 мг 0₂/л.

Під хімічною потребою в кисні (ХПК) розуміють ту кількість кисню в міліграмах на метр кубічний стічної води, що потрібна для окислювання органічних і неорганічних речовин, шо знаходяться в 1 л стічної води, яким-небудь окислювачем.

Величина ХП К є найважливішою характеристикою промисловості стічних вод. Очевидно, що величина ХПК завжди буде більша від величини БПК повної, унаслідок більш глибокого окислювання хімічним шляхом у порівнянні з біологічним. Порядок величини БПК міняється від 10-20 мг 0₂/л - для порівняно чистої води до 1000І більш мг0₂/л-для сильно забруднених стічних вод.

Відношення величини БПК / ХПК називають біологічним показником води.

По величині БПК судять про можливість і ступінь очищення стічної води біологічним шляхом. Так, води найбільш повно очищуються біологічним шляхом, мають БПК порядку 0,5. Величина ХПК для промислових стічних вод коливається від 0,05 до 0,3.

Питання раціонального використання водних ресурсів України регламентуються " Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами", відповідно до "Основ законодавства ... про охорону здоров'я" і "Основ водного законодавства...", які повинні випередити й усунути існуючі забруднення стічними водами водних об'єктів, використовуваних для:

- господарсько-питного водопостачання;

- культурно-побутових нестатків населення;

- рибогосподарських цілей. Критеріями забруднення води є:

- погіршення її якості внаслідок зміни її органолептичних властивостей;

- поява шкідливих для людей, тварин, птахів, риб і ін. організмів речовин;

- підвищення температури води, що змінює умови для нормальної життєдіяльності живих організмів.

Забороняється скидання стічних вод, якщо:

- стоки можуть бути усунуті шляхом раціональної технології використання обігового і повторного водопостачання, пристрою безстічних виробництв;

- стоки містять коштовні відходи, що можуть бути утилізовані;

- стоки містять сировину, напівпродукти й інше в кількостях, що перевищують нормативи втрат;

- містяться речовини, для яких не встановлені ГДК.

Правилами заборонені витоки з нафтопроводів і нафтопромислів, а також витоки з засобів водного транспорту, що плавають. Правилами обговорені умови спуску стічних вод у водні об'єкти.

Встановлено нормативи якості води для об'єктів господарсько-питного і культурно-побутового водокористування (купання, спорту і відпочинку населення) і окремо — для водних об'єктів, використовуваних для рибогосподарських цілей.

Таблиця 8.4 Гранично допустимі концентрації деяких речовин

До показників сполуки і властивостей води водойми відносяться:

- зважені речовини;

- домішки, що плавають (плівки, плями олій і ін.);

- запахи, присмаки;

- фарбування;

- температура;

- реакція (6,5—8,5 рН);

- мінеральний склад;

- розчинений кисень (а 4 мг/л);

- біохімічна потреба в кисні (БПК);

- збудники захворювань;

- отруйні речовини.

ГДК деяких речовин зазначені в таблиці 8.4. (окремо для господарсько-питного, культурно-побутового призначення і рибгоспів). Правилами також обговорені: охорона водних об'єктів від забруднення поверхнево-активними речовинами; технічні умови відведення стічних вод у водні об'єкти i процедура узгодження умов такого відведення; порядок контролю ефективності очищення, знешкодження і знезаражування стічних вод; відповідальність за порушення правил.

Відповідно до "Основ водного законодавства" при проектуванні нових і реконструкції існуючих виробництв необхідно передбачати очищення всіх стічних вод підприємства від шкідливих речовин, що містяться в них.

Технічні умови відведення стічних вод у водні об'єкти залежать від (при проектуванні):

- кількості, складу і режиму відведення;

- санітарного стану водного об'єкта в районі проектованого підприємства (цеху);

- санітарної ситуації вище і нижче спуску стічних вод цього об'єкта проектування;

- цільового призначення водного об'єкта в даний час і на перспективу;

- нормативів даних "Правил" стосовно до категорій водокористування (І — використання водного об'єкта як джерела господарсько-питного водопостачання, II — для купання, спорту, відпочинку і ті, що знаходяться в категорії III).

Значно менш тверді вимоги пред'являються до води, використовуваної повторно й у водообігових системах (ВОС). Вода обігових циклів іде в основному на охолодження нагрівальних елементів печей, пресів, компресорних та ін. Щоб уникнути засмічення охолоджувальних пристроїв, у такій воді повинні бути відсутні сірководень, залізо і велика кількість суспензій. Карбонатна жорсткість — обмежена.

Менш тверді вимоги пред'являються до води обігового циклу, що надходить до таких споживачів, як прокатні стани, для змиву окалини й ін. і не потребує високого ступеня очищення.

Однак, у всіх цих випадках необхідно попереджати змішування вод, використовуваних у більш "чистих" обігових циклах, а також виключити скидання вод цих циклів у водойми.

При скиданні стічних вод у водойми необхідно досліджувати як самі стоки, так і воду у водоймі вище і нижче місця скидання. Тільки такий аналіз дозволяє зробити правильні висновки щодо ступеня і характеру забруднення гідросфери промисловими стоками. Крім того, у багатьох випадках, зокрема здійсненні замкнутих циклів, дослідженню підлягає також технологічна вода (наприклад, застосовувана в травильних і гальванічних ваннах).

Дослідження води включає:

- добір проб;

- проведення аналізів;

- проведення вимірів деяких фізико-хімічних величин, істотних для характеристики складу води і її властивостей.

Деяке орієнтоване уявлення про склад води можна одержати на основі її органолептичного дослідження (визначення кольору, запаху, присмаку). Заміри й аналізи можуть бути періодичними і невпинними в залежності від технологічного процесу й інших факторів. На практиці не потрібно повного хімічного аналізу технологічної води чи стоків, тому що для поточної експлуатації досить обмежена інформація про найважливіші забруднення.

Аналізи поділяють на ті, що використовують для безпосереднього керування технологічними процесами і контрольні аналізи інформаційної характеристики.

При хімічному аналізі технологічної води визначають:

- загальну жорсткість (сумарний вміст іонів Са і Mg);

- жорсткість карбонатну (вміст бікарбонатів, карбонатів чи гідроокисів Са і Mg);

- лужність (вміст у воді речовин, що вступають у реакцію із сильними кислотами, тобто іонами водню);

- хімічне споживання кисню ХСК чи здатність до окислення (вміст неорганічних і органічних відновників, які реагують із сильними окислювачами, що виражається звичайно в одиницях кількості кисню, що витрачається на окислювання);

- сухий залишок (залишок, висушений при 105 С, який виходить при випаровуванні профільтрованої води, що характеризує вміст мінеральних і частково органічних домішок),

- прожарений залишок (одержуваний прожарюванням сухого залишку при 600 °С, що дає орієнтовне уявлення про мінеральний склад води:

- концентрацію хлоридів, сульфатів;

- загальну концентрацію заліза).

При хімічному аналізі стічної води визначаються:

- лужність;

- кислотність (вміст у воді речовин, що вступають у реакцію із сильними лугами NaOH, KOH);

- вміст нафтопродуктів;

- вміст жирів;

- вміст поверхнево-активних речовин (ПАР);

- вміст "активного хлору" (сумарно вільний хлор і деякі сполуки, що у кислому середовищі виділяють йод з йодиду калію KJ);

- сухий залишок;

- прожарений залишок;

- концентрація хлоридів, сульфатів, ціанідів, ціанатів, заліза, хрому, важких металів.

Контроль поверхневих вод здійснюють у декількох місцях вище джерела забруднення і нижче за течією ріки н а різних відстанях від нього.

При хімічному аналізі поверхневих вод природних водойм визначаються:

- розчинений кисень;

- біохімічне споживання кисню БСК (виражена в міліграмах кількість кисню, необхідна для окислювання органічних речовин, що знаходяться в 1 л води в анаеробних умовах у результаті біологічних процесів, що відбуваються у воді);

- ХПК (здатність до окислення);

- вміст міді, цинку, хрому, нікелю, фенолів, здатних до екстрагування речовин (включаючи нафтопродукти), ПАР, магнію й ін. Як критерій при оцінці ступеня забруднення поверхневих вод використовується ГДК шкідливих речовин у воді водойм.

Важливим доповненням хімічного аналізу води і промислових стоків є вимір деяких фізико-хімічних величин: показника рН, температури, інтенсивності протікання, швидкості осадження суспензії і вологість виділених зі стічних вод опадів, що в деякій мірі характеризує роботу очисних станцій.

Впроваджуються також системи автоматичного контролю хімічного складу поверхневих вод, що дозволяє не тільки констатувати забруднення, але також виявити винуватця і терміново вжити заходів.

Охороною водних ресурсів і контролем за рівнем забруднення водойм в Україні займається ряд Міністерств і відомств. У першу чергу до них відносяться Міністерство меліорації і водного господарства, у системі якого для здійснення Державного нагляду за використанням і охороною водних ресурсів створені інспекції з гідрохімічними лабораторіями. Органи санітарно-епідеміологічної служби Міністерства охорони здоров'я здійснюють контроль за санітарним станом водойм господарсько-питного і культурно-побутового використання. Санітарний стан водойм, що мають рибогосподарське значення, і виконання заходів щодо їхньої охорони контролюють відповідні органи Міністерства рибного господарства. Контроль за використанням і охороною підземних вод проводить Міністерство геології України. Органи Гідромету України вивчають хімічний склад поверхневих вод і їх зміну під впливом господарської діяльності людини. На основі узагальнення отриманих матеріалів складаються огляди стану забруднення водяних джерел.