Экологический норматив качества водных объектов

Первое высшее техническое учебное заведение  России

Санкт-Петербургский  государственный

Горный университет

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

нормативы по защите окружающей среды

на тему: «Экологический норматив качества водных объектов»

Введение

Возрастающее воздействие  хозяйственной деятельности на природную  среду и его негативные последствия  остро поставили вопрос о регулировании  качества той среды, в которой  живет и разносторонне проявляет  себя человек.

Качеством ОПС надлежащего  уровня считается такое состояние ее экологических систем, которое постоянно и неизменно обеспечивает процесс обмена веществ, энергии и информации между природой и человеком и беспрепятственно воспроизводит и обеспечивает жизнь. Оно поддерживается прежде всего самой природой путем саморегуляции, самоочищения от вредных веществ и явлений.

Нормирование качества ОПС представляет собой, прежде всего, деятельность по установлению нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий на окружающую среду. При этом учитывается наиболее распространенный и к тому же опасный вид отрицательного воздействия загрязнения ОПС. Под ним, как известно, понимают физическое, химическое, биологическое изменение последней, вызванное антропогенной деятельностью и содержащее угрозу причинения вреда жизни и здоровью человека, состоянию растительного и животного мира экологических систем природы.

Нормативы качества ОПС  подразделяются на три группы: санитарно-гигиенические, экологические (производственно-хозяйственные) и комплексные, сочетающие в себе признаки первой и второй групп.

К санитарно-гигиеническим показателям относятся нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ (химических, биологических), физических воздействий и др., нормативы санитарных, защитных зон, предельно допустимых уровней (ПДУ) радиационного воздействия и др. Целью создания таких нормативов является определение показателей качества окружающей среды применительно к здоровью человека. Это наиболее разработанная часть нормативов качества ОПС.

Вторую группу образуют экологические нормативы. Возглавляют данную группу нормативы выбросов и сбросов вредных веществ. Они устанавливают требования непосредственно к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной пороговой величиной выброса (сброса).

Главная цель вспомогательных  норм и правил состоит в обеспечении  единства в употребляемой терминологии, в деятельности организационных  структур и правовом регулировании  экологических отношений .

Санитарно-гигиенические  нормативы качества поверхностных вод

Согласно правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, все водные объекты, относятся к двум категориям: первая - источники хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности; вторая - объекты для спорта, купания и отдыха населения.

Водные объекты  рыбохозяйственного использования  также делятся на две категории. К первой относятся водные объекты, в которых сохраняются и воспроизводятся  ценные виды рыб, обладающих высокой  чувствительностью к кислороду и загрязнениям, ко второй категории — водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

ПДК того или  иного вещества в водоеме устанавливается  по тому признаку вредного действия (влияние  на здоровье населения, на органолептическое или общесанитарное состояние водоема), который характеризуется меньшей пороговой концентрацией. Поскольку этот признак вредности определяет характер наиболее вероятного неблагополучного действия наименьших концентраций вещества, он получил название лимитирующего признака вредности (ЛПВ). Лимитирующий признак вредности должен всегда сопровождать предельно допустимую концентрацию, характеризуя ее с основной качественной стороны.

Требования к качеству вод в водоемах, которые используются для рыбохозяйственных целей, в большинстве случаев более жестки, нежели таковые для водных объектов хозяйственно-бытового назначения. Это связано с тем, что при переходе вредных веществ по пищевой цепи гидробионтов происходит их биологическое накопление до опасных для жизни качеств. В силу этого рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в три раза ниже санитарных норм, нефтепродукты - в шесть раз, а тяжелых металлов (например, цинка) - даже в 100 раз.

Важно соблюдать  принцип гигиенического нормирования при одновременном присутствии в воде нескольких вредных веществ. Согласно этому принципу, вещества одного ЛПВ проявляют аддитивное действие. Это означает, что общее воздействие двух или нескольких веществ одного ЛПВ (содержащихся в предельно допустимой концентрации каждое) будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в двух или нескольких ПДК. Данное положение в Правилах охраны поверхностных вод зафиксировано в следующей форме: при поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковым ЛПВ сумма отношений этих концентраций каждого из веществ в расчетном створе к соответствующим ПДК не должна превышать единицы, т.е.

Вышеперечисленные состав и свойства воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования должны соответствовать нормативным требованиям в створе, расположенном на водотоках в одном километре выше близлежащего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.).

Методика  оценки качества воды

Оценка качества воды осуществляется на основе нормативов экологической безопасности водопользования и экологических нормативов качества воды водных объектов.

Оценка качества воды на основе нормативов экологической безопасности водопользования. Действующие нормативы позволяют оценить качество воды, используемой для коммунально-бытового, хозяйственно-питьевого и рыбо-хозяйственного водопользования.

К коммунально-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха. К хозяйственно-пи-тьевому водопользованию относится использование водных объектов в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения и для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

К рыбохозяйственному водопользованию относится использование  водных объектов в качестве среды  обитания рыб и других водных организмов. Водные объекты рыбохозяйственного назцэчения подразделяются на высшую, первую и вторую категории. Разные участки одного водного объекта могут относиться к различным категориям водопользования.

Нормативную базу оценки качества воды составляют общие  требования к составу и свойствам  воды и значения предельно допустимых концентраций веществ в воде водных объектов.

Общие требования определяют допустимые состав и свойства воды, оцениваемые наиболее важными  физическими, бактериологическими  и обобщенными химическими показателями. Они могут задаваться в виде конкретной величины, изменения величины показателя в результате воздействия внешних факторов или в виде качественной характеристики показателя.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) — это установленный  уровень концентрации веществ в  воде, выше которого вода считается  непригодной для конкретного  вида водопользования. ПДК, как правило, задаются в виде конкретного значения концентрации.

Все вещества по характеру своего отрицательного воздействия  делятся на группы. Каждая группа объединяет вещества одинакового признака действия, который называют признаком вредности. Одно и то же вещество при различных концентрациях может проявлять различные признаки вредности. Признак вредности, который проявляется при наименьшей концентрации вещества, называют лимитирующим признаком вредности (ЛПВ). В водных объектах коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования различают три ЛПВ — органолептический, общесанитарный и санитарно-токсикологический. В водных объектах рыбохозяйственного водопользования, кроме названных, выделяют еще два ЛПВ - токсикологический и рыбохозяйственный.

При оценке качества воды в водоемах коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования  учитывают также класс опасности  вещества. Его определяют в зависимости  от токсичности, кумулятивности, мутагенности и ЛПВ вещества. Различают четыре класса опасности веществ: первый — чрезвычайно опасные; второй — высокоопасные; третий — опасные; четвертый — умеренно опасные.

При оценке качества воды учитывается принцип аддитивности — однонаправленного действия. В  соответствии с этим принципом принадлежность нескольких веществ к одному и тому же ЛПВ проявляется в суммировании их негативного воздействия.

С учетом сказанного оценка качества воды с точки зрения экологической безопасности водопользования  производится по следующей методике.

Водные объекты считаются пригодными для коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования, если одновременно выполняются следующие условия:

• не нарушаются общие требования к составу и  свойствам воды для соответствующей  категории водопользования;

• для веществ, принадлежащих к третьему и четвертому классам опасности, выполняется условие:

С ≤ ПДК,

где С — концентрация вещества в водном объекте, г/м3;

• для веществ, принадлежащих к первому и  второму классам опасности, выполняется  условие:

где С и ПДК1 соответственно концентрация и ПДК і-го вещества первого или второго класса опасности.

Водные объекты  считаются пригодными для рыбохозяйственного водопользования, если одновременно выполняются  следующие условия:

• не нарушены общие требования к составу и  свойствам воды для соответствующей рыбохозяйственной категории;

• для веществ, принадлежащих к одинаковому  ЛПВ, выполняется условие: 

где Сі и ПДКі соответственно концентрация и ПДК  і-го вещества, принадлежащего к данному  ЛПВ.

Нормы качества воды должны выполняться:

• для водотоков  коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого  водопользования — на участках от пункта водопользования до контрольного створа, расположенного на расстоянии не менее одного километра выше по течению от этого пункта водопользования;

• для водоемов коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого  водопользования — на акватории  в радиусе не менее одного километра  от пункта водопользования;

•для водотоков  рыбохозяйственного водопользования  — в пределах всего рыбохозяйственного участка водотока, начиная с контрольного створа, расположенного не далее 500 метров ниже по течению от источника поступления примесей;

• для водоемов рыбохозяйственного назначения — на всем рыбохозяй-ственном участке, начиная  с контрольного пункта, расположенного в радиусе не более 500 м от места поступления примеси.

Оценка качества воды на основе экологических нормативов. Экологические нормативы качества воды устанавливаются для оценки состояния водных объектов на основе экологической классификации поверхностных  вод.

Система экологической  классификации качества поверхностных  вод включает три классификационные  группы: солевого состава, эколого-санитарных показателей и показателей состава  и биологического действия специфических  веществ.

В зависимости  от значений показателей качества воды поверхностные воды относят к определенным категории и классу качества воды. Классы и категории, используемые при экологической классификации качества воды, приведены в табл. 1

Таблица 1. Классы и категории качества поверхностных вод суши

Определение класса и категории качества воды осуществляется по методикам, изложенным в соответствующих нормативных документах.

Системный подход к изучению качества воды водных объектов предусматривает рассмотрение их как  открытые системы, в которых происходит обмен энергией и веществом с  окружающей средой. Качество поверхностных вод определяется двумя группами факторов: внешними воздействиями в виде амохтонных (поступающих извне водного объекта) источников загрязнения и внутриводоемными процессами, включающими в себя процессы самоочищения и образования автохтонных (порожденных в самом водном объекте) источников загрязнения. Внешние источники воздействия классифицируются по происхождению, локализации, продолжительности воздействия, виду носителя загрязняющих компонентов и виду загрязнения.

По происхождению  источники загрязнения делятся  на природные и антропогенные. К  природным источникам загрязнения относятся атмосферные (атмосферные осадки), гидросферные (озера, притоки, грунтовые и подземные воды, формирующие сток водного объекта) и литосферные (подверженные эрозии и выщелачиванию склоны русл). Основными антропогенными источниками загрязнения являются промышленные (выпуски производственных сточных вод, загрязненные территории предприятий, свалки промышленных отходов), коммунальные (выпуски хозяйственно-бытовых сточных вод, территории населенных пунктов, свалки бытовых отходов), сельскохозяйственные (пахотные поля, огороды, животноводческие предприятия) и транспортные (транспортные средства, автодороги, трубопроводы). Указанные источники воздействия, за исключением сельскохозяйственных, типичны для городских водных объектов. Сельскохозяйственные источники загрязнения находятся в пригородной зоне. Литосферные источники в пределах городов частично изолированы облицовкой берегов.

По локализации  источники воздействия на водные объекты делятся на точечные, площадь  контакта которых с водным объектом существенно меньше площади загрязненной зоны этого объекта; линейные, площадь контакта которых с водным объектом представляет собой линию, и площадные, влияние которых проявляется рассредоточенно по площади водного объекта. Примером точечных источников загрязнения могут служить выпуски сточных вод из систем водоотведения или небольшие притоки. Линейные источники воздействия встречаются в виде стока с поверхности водосбора, выпусков сточных вод через специальное рассеивающее устройство (рассеивающий выпуск). Площадные источники воздействия: акватории портов, стоянки маломерных моторных судов, места донной добычи полезных ископаемых — песка, гравия, нефти, газа и др.

По продолжительности  воздействия источники загрязнения  бывают постоянными, периодическими и эпизодическими.

Носители загрязняющих веществ, как правило, сточные, инфильтрацион-ные  и подземные воды, возвратные воды орошения и дренажные воды, поверхностный  сток с загрязненной территории, атмосферные  осадки.

Источники воздействия  на водный объект могут приводить к его химическому, физическому и биологическому загрязнению. Химическое загрязнение проявляется через сверхнормативное содержание веществ в поверхностных водах. Для физического загрязнения характерно повышение температуры воды за счет поступления в водный объект подогретых вой (тепловое загрязнение) или наличие радионуклидов (радиоактивное загрязнение). Биологическое воздействие на водный объект сопровождается поступлением в него болезнетворных микробов, яиц гельминтов, мелких водорослей, дрожжевых и плесневых грибов (гидрофлорное загрязнение).

Наиболее существенный вклад в загрязнение водных объектов вносят аллохтонные источники, особенно антропогенного происхождения. Основными  из них являются выпуски сточных  вод промышленных предприятий, выпуски городских сточныхлюд, транспортные источники загрязнения и поверхностный сток с загрязненных территорий.

На протяжении длительного периода выпуски  сточных вод промышленных предприятий  являлись самой существенной причиной загрязнения водных объектов. В настоящее время природоохранная политика в Украине, направленная на ограничение сброса промышленных сточных вод в водные объекты, вплоть до запрещения сброса неочищенных сточных вод в пределах городской черты, несколько изменила соотношение между различными источниками загрязнения. Более существенную роль в загрязнении городских водных объектов приобрел загрязненный поверхностный сток с урбанизированных территорий и территорий промышленных площадок. Вместе с тем воздействие промышленных сточных вод на качество воды водных объектов по-прежнему достаточно велико. Количество, состав и содержание загрязняющих веществ в промышленных сточных водах чрезвычайно разнообразны и определяются характером технологических процессов, составом очистных сооружений и рядом других факторов. Загрязняющие вещества в них могут содержаться в грубодисперсном состоянии (крупность частиц более 0,1 мм), в виде эмульсии или суспензии (крупность частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм), в коллоидном состоянии (частицы крупностью от 0,001 до 0,1 мкм) или в растворенном виде. Обобщенная характеристика промышленных сточных вод для основных отраслей промышленности приведена в табл. 2.

Информация  о количестве и составе сточных  вод представляется каждым предприятием в формах государственной статистической отчетности.

Городские сточные  воды представляют собой смесь хозяйственно-бы-товых  сточных вод города и производственных сточных вод. Обычно они проходят очистку на городских очистных сооружениях. В отличие от промышленных сточных  вод хозяйственно-бытовые имеют сравнительно стабильный состав. Для них характерны преобладание органических загрязняющих веществ над минеральными (примерное соотношение органических и минеральных веществ в неочищенных сточных водах составляет 5:1) и устойчивый температурный режим на уровне 15—20° С круглогодично. Примерный состав хозяйственно-бытовых городских сточных вод при различных способах очистки приведен в табл. 3. Количество городских сточных вод зависит от численности населения и может быть ориентировочно определено по нормам водоотведения бытовых сточных вод от жилых районов (табл. 4). При наличии городских очистных сооружений информация о количестве и составе городских сточных вод представляется в формах государственной статистической отчетности очистных сооружений. При отсутствии очистных сооружений для хозяйственно-бытовых сточных вод города или населенного пункта количество загрязняющих веществ в них определяется по удельным нормам на одного жителя (табл. 5).

Таблица 2. Ориентировочный состав сточных вод для основных отраслей промышленности

Таблица 3. Ориентировочный состав городских сточных вод

Таблица 4. Нормы водоотведения хозяйственно-бытовых сточных вод для населенных пунктов

Таблица 5. Удельные нормы содержания веществ в неочищенных хозяйственно-бытовых водах (в расчете на одного жителя)

Основными транспортными  источниками загрязнения являются наземный и водный транспорт. Загрязняющие вещества от наземных видов транспорта поступают в водные объекты с поверхностным стоком с территории города, от водного транспорта — непосредственно в водный объект. В процессе эксплуатации судов в воду поступают фенолы, соединения свинца, ароматические углеводороды, основным загрязняющим веществом являются нефтепродукты.

Основными транспортными  источниками загрязнения являются наземный и водный транспорт. Загрязняющие вещества от наземных видов транспорта поступают в водные объекты с  поверхностным стоком с территории города, от водного транспорта —  непосредственно в водный объект. В процессе эксплуатации судов в воду поступают фенолы, соединения свинца, ароматические углеводороды, основным загрязняющим веществом являются нефтепродукты. Расчет количества нефтепродуктов, поступающих в воду за год, производится по формуле: 
 

где  G — количество нефтепродуктов, поступивших в водный объект за год, кг;

Gуд — поступление  нефтепродуктов в воду от одного  судна за час работы двигателя,  кг;

Tнав — средняя  норма работы двигателя за  навигацию, час; 

N — число  единиц флота, включая маломерный.

Для маломерного  флота ориентировочно удельное поступление  в воду нефтепродуктов за час работы двигателя и время работы двигателя  за навигационный период могут быть приняты равными 0,1 кг и 100 часов соответственно.

Задача 2

Расчет загрязненности атмосферного воздуха в районах проживания основан на сравнении нормативных показателей с фактическими данными загрязнения окружающей среды.

Задание: проверить  выполняемость соотношения по формуле  Аверьянова для конкретного района проживания и оценить состояние атмосферного воздуха в выбранном районе.

Приоритетные  ЗВ, их ПДК и класс опасности