Гигиенические требования к качеству воды поверхностных водоемов и оценка условий сброса в них сточных вод

Гигиенические условия к качеству воды поверхностных водоемов в зависимости от видов водопользования в нашей стране регламентированы СанПиН № 4630-88. С 1 марта 1991 г. в Украине и странах СНГ введены "Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" Государственного комитета по охране природы бывшего СССР. Указанными правилами установлены дополнительные требования к качеству воды поверхностных водоемов и их приток, используемых для рыбохозяйственных целей. Эти требования, по некоторым показателям, являются более жесткими в сравнении с СанПиН 4630-88. Кроме того, требования к качеству воды поверхностных водоемов регламентированы "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами", утвержденными Постановлением Кабинета Министров Украины от 25.03.1999 г № 465 (далее Правила). Правила являются обязательными для соблюдения должностными лицами и отдельными гражданами. Они предназначены для предупреждения или устранения такого загрязнения водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, которое может привести к возникновению среди населения острых инфекционных, паразитарных заболеваний, интоксикаций, снижению рекреационной роли водоемов в связи с появлением в воде несвойственных неприятных запахов, видимых невооруженным глазом примесей, пленки, окрашивания и др.

Требования Правил распространяются на все (большие и малые, проточные и непроточные) поверхностные водоемы. Они определяют гигиенические требования и нормативы качества воды в зависимости от народно-хозяйственного назначения водоема. Регламентируют разные виды хозяйственной деятельности, которые могут привести к загрязнению поверхностных водоемов. Определяют условия, при которых водоем считается загрязненным, не пригодным полностью или частично для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения или массового отдыха населения.

Нормативы качества воды водоемов состоят из совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта. Следует отметить, что не все показатели и их параметры, предусмотренные международными "Едиными критериями качества воды" (см. с. 221), нормируются в нашей стране.

В соответствии с Правилами нормативы качества воды в водоемах (табл. 13) устанавливают в зависимости от характера использования водных объектов для народно-хозяйственных целей. Водные объекты или их участки делят на две категории водопользования. К I категории отнесены поверхностные водоемы, используемые для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко II категории отнесены поверхностные водоемы, выполняющие

рекреационную роль, или используемые населением для купания, занятий спортом и отдыха, а также в качестве дополнения архитектурной выразительности населенного пункта. Водоемы, используемые для рыбохозяйственных целей, также делят на две категории.

Требования к качеству воды водоемов определяются в так называемом контролируемом створе (створ — поперечный разрез реки), расположенном в проточных водоемах ниже по течению от места сброса сточных вод на расстоянии 1 км выше ближайшего пункта водопользования, в непроточных — на расстоянии 1 км по обе стороны от него. Проектируемый пункт водопользования по отношению к месту сброса сточных вод в водоем должен находиться как можно ближе. Вид водопользования устанавливают исходя из того, как этот водоем используется населением в ближайшем его пункте от места сброса сточных вод. Вид водопользования устанавливают исключительно учреждения санитарно-эпидемиологической службы.

Загрязнением водоема сточными водами считаются такие изменения качества воды в контролируемом створе, которые не отвечают требованиям СанПиН 4630-88 и ограничивают водопользование. В связи с тем, что ограничение водопользования определяется качеством воды в водоеме, нормируют показатели не состава сточных вод, сбрасываемых в водоем, а качества воды в водоеме на расстоянии 1 км выше от ближайшего пункта водопользования в проточных и по обе стороны от пункта водопользования — в непроточных водоемах.

Для обеспечения оптимальных условий хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования была предложена гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения. В основу этой классификации положены основной принцип и главная цель водного законодательства — предупреждение неблагоприятного влияния на население химических и бактериальных загрязнителей воды. В классификацию введены оценочные показатели, относящиеся к четырем критериям вредности загрязнения воды водных объектов: органолептического, токсикологического, общесанитарного и бактериологического (табл. 14) показателей: запах и привкус воды; кратность превышения ПДК химических веществ, нормативы для которых установлены по орга-нолептическому и токсикологическому показателям вредности; растворенный кислород; БПК2о; количество кишечных палочек в 1 л воды.

Четыре градации оценочных показателей отвечают допустимой, умеренной, высокой и очень высокой степени загрязнения воды I и II категорий водопользования. Если водоем одновременно является объектом водопользования I и II категорий, то классификацию загрязнения водоема проводят по градации показателей (за исключением бактериологического) для I категории; градация бактериологического показателя принимается для II категории, для которой установлен более жесткий норматив количества лактозоположительных кишечных палочек (ЛКП). В итоге санитарное состояние водоема характеризуется обобщенным индексом загрязнения. Этот индекс устанавливается по оценочному показателю, измененному в наивысшей степени (лимитирующий признак).

Индекс загрязнения 0 характеризует водоемы, которые можно использовать без ограничений. Индекс 1 свидетельствует об умеренной степени загрязнения и частичном нарушении водопользования (существование определенного риска неблагоприятного влияния загрязненной воды на состояние здоровья населения). Индекс 2 указывает на выраженное загрязнение и полную непригодность водоема для всех видов водопользования. Индекс 3 характерен для водоемов с очень высокой степенью загрязнения. Такие водоемы не только непригодны для водопользования, но даже временный контакт с такой водой может неблагоприятно повлиять на здоровье человека.

К водоемам, расположенным в черте населенного пункта, предъявляют такие же требования, как к водоемам II категории водопользования. Когда сбрасывают сточные воды в пределах населенного пункта, требования к составу и свойствам их должны быть такими же, как к качеству воды водоема. При наличии эффективных конструкций рассеивающих выпусков, гарантирующих надлежащее смешивание и разведение сточных вод в створе выпуска, требования к составу и свойствам сточных вод устанавливаются с учетом их разведения в водоеме.

Правила с целью санитарной охраны водоемов ограничивают отведение в них сточных вод во время хозяйственной деятельности субъектов различных форм собственности, отдельных граждан. Для этого рекомендуют максимально использовать сточные воды в оборотных системах водоснабжения для изъятия ценных отходов, устранять их полностью или частично за счет рационализации технологии производства и создавать бессточные производства, а также использовать сточные воды для орошения в сельском хозяйстве.

Запрещается сбрасывать в поверхностные водоемы: неочищенные и недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые, промышленные и ливневые сточные воды; сточные воды, содержащие вредные вещества или продукты их трансформации в воде, на которые не установлены ПДК или ОДК; радиоактивные вещества; технологические отходы; промышленное сырье, реагенты, полупродукты и конечные продукты в количествах, превышающих установленные нормативы технологических потерь. Правилами запрещено сбрасывать в поверхностные водоемы сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний. Опасные в эпидемическом отношении сточные воды разрешено сбрасывать в водоемы только после полной очистки и обеззараживания. Критерием эпидемической безопасности таких сточных вод является индекс бактерий группы кишечной палочки, который не превышает 1000, и индекс коли-фагов до 1000 БОЕ/л. Расчетную дозу активного хлора уточняют в процессе эксплуатации оборудования для обеззараживания сточных вод. Концентрация остаточного свободного хлора в обеззараженной сточной воде после часового контакта, должна составлять не менее 1,5 мг/л.

Правила поведения с радиоактивными сточными водами регламентируются в зависимости от их относительной плотности, концентрации радионуклидов и физико-химических особенностей нормами радиационной безопасности НРБ-97. В хозяйственно-бытовую канализацию разрешено выпускать радиоактивные сточные воды с концентрацией радионуклидов, которая превышает допустимую для питьевой воды не более чем в 10 раз. При этом необходимо соблюдение условий их десятикратного разбавления нерадиоактивными сточными водами еще в коллекторе соответствующего учреждения (предприятия). Если такое разбавление не обеспечено, то жидкие радиоактивные отходы собирают в отдельные емкости и отправляют на пункты захоронения радиоактивных отходов. При сбросе сточных вод, содержащих радиоактивные отходы, в поверхностные водоемы содержание в них радиоактивных веществ не должно превышать допустимой концентрации для питьевой воды.

Правилами предусмотрены и другие условия, при которых сточные воды запрещено сбрасывать в поверхностные водоемы или на поверхность их ледового покрова. В частности, запрещается сбрасывать сточные воды в поверхностные водоемы, которые используют с лечебной целью (для водо - и грязелечения), в водоемы, расположенные в пределах окрестности санитарной охраны курортов и пр.

При невозможности избежать сброса сточных вод в поверхностные водоемы нужно в каждом конкретном случае расчетным путем определить условия их выпуска, которые бы гарантировали охрану поверхностного водоема от загрязнения. Иначе говоря, в поверхностный водоем разрешается сбрасывать сточные воды лишь в том случае, если они при смешивании и разведении с водой водоема: а) не оказывают неблагоприятного воздействия на физические свойства и органолептические показатели качества воды; б) не превышают допустимого предела минерального состава воды; в) не нарушают процессов самоочищения в водоеме; г) не вносят в водоем патогенных микроорганизмов, цист простейших, яиц гельминтов; д) не повышают содержания вредных веществ до уровней, опасных для здоровья населения, использующего воду для хозяйственно-питьевых нужд.

Под определением условий выпуска сточных вод в водоем подразумевают нахождение расчетным путем допустимой степени их загрязнения, при которой они могут быть отведены в конкретный водоем с сохранением при этом качества воды в створе водоема на расстоянии 1 км выше ближайшего пункта водопользования, в соответствии с требованиями СанПиН 4630-88. Условия выпуска сточных вод в обязательном порядке определяют специалисты органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, как во время предупредительного, так и текущего санитарного надзора в следующих случаях: 1 ) при согласовании отведения земельного участка для объекта, на котором образуются сточные воды, и уточнении места их выпуска;

2) в процессе санитарной экспертизы проектов строительства, реконструкции или расширения бытовой и промышленной канализации с дальнейшим отведением сточных вод в поверхностный водоем;

3) в процессе санитарной экспертизы проекта канализации населенного пункта или отдельного объекта, когда предстоит определить необходимую для конкретных условий степень очистки сточных вод, от которой зависит в свою очередь выбор способа очистки;

4) во время текущего санитарного надзора за действующим промышленным предприятием или бытовой канализацией, уже отводящими сточные воды в водоем, при необходимости проверить, отвечают ли условия выпуска санитарным требованиям (разрешение на сброс в водоем сточных вод действующих объектов сохраняет силу в течение 3 лет, после чего подлежит обновлению);

5) при изменении условий водопользования:

— строительство не предусмотренных ранее новых предприятий, в том числе малых предприятий разных форм собственности;

— изменение расхода воды в водоеме или гидрологического режима, вследствие увеличения забора воды для орошения или других нужд;

— замена технологического режима на предприятиях, которая повлекла изменение количества и состава сточных вод;

— появление новых пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования.

Определяя условия выпуска сточных вод, следует учитывать, что в пределах населенных пунктов их сброс в поверхностные водоемы запрещен. Место сброса сточных вод в водоем, относительно населенного пункта, должно размещаться ниже его границы с учетом возможности возвратного движения воды в водоеме при нагонных ветрах. Определяя места сброса сточных вод в проточные и малопроточные водоемы (озера, пруды, водохранилища и др.), нужно учитывать метеорологические и гидрологические условия.

В каждом случае предусмотрено осуществление расчетов условий выпуска сточных вод в конкретный водоем. При этом обязательно учитывают: 1 ) степень возможного смешения и разбавления сточных вод водой поверхностного водоема на участке от места сброса сточных вод до расчетных (контрольных) створов самых ближайших пунктов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового или рыбохозяйственного назначения; 2) фоновое качество воды поверхностного водоема выше места рассматриваемого сброса сточных вод. Определяя фоновое качество воды в водоеме, принимают во внимание анализы воды водоема не более чем двухлетней давности. При наличии других существующих или проектируемых сбросов сточных вод между рассматриваемым и ближайшим пунктом водопользования за фоновый принимают уровень загрязнения воды конкретного поверхностного водоема с учетом доли внесения указанных выпусков сточных вод; 3) нормативы качества воды поверхностных водоемов соответствующей категории водопользования, определяемые правилами. Указанные нормативы приведены в табл. 13.

Требования СанПиНа 4630-88 распространяются на:

а) выпуски всех видов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод населенных пунктов; отдельно расположенных жилых и общественных зданий; коммунальных, лечебно-профилактических, транспортных, сельскохозяйственных объектов, промышленных предприятий, в том числе шахтных вод, сбросных от водяного охлаждения, гидрозолоудаления, нефтедобычи, сбросных, в том числе дренажных вод с орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных территорий, обработанных минеральными удобрениями и пестицидами, и других сточных вод любых объектов независимо от их ведомственной принадлежности и формы собственности;

б) все запроектированные выпуски сточных вод на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях строящихся, реконструируемых или расширяющихся, а также при изменении технологии производства; все запроектированные выпуски сточных вод канализации населенных мест и отдельно расположенных жилых и общественных зданий, других объектов независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности;

в) выпуски ливневой канализации, которая отводит атмосферные воды с промышленных площадок и территории населенных мест.

Методика расчета условий отведения сточных вод в водоем предусматривает:

1 ) ознакомление с материалами, характеризующими сточные воды (количество, состав, свойства и режим сброса);

2) ознакомление с материалами, характеризующими водоем (расход воды, ее состав и свойства по сезонам года, скорость течения, условия перемешивания, длительность послеледового периода, характер использования водоема ниже места сброса сточных вод);

3) проверку степени смешения и разведения сточной жидкости водой водоема в самом ближнем к месту сброса пункте водопотребления;

4) проверку отдельных показателей качества сточных вод, выпускаемых в водоем;

5) проверку соответствия расчетных величин фактическим и изучение влияния сброса сточных вод на качество воды в водоеме, водопотребление, а в отдельных случаях — и на здоровье населения. Последнюю осуществляют во время текущего санитарного надзора.

Расчет условий отведения сточных вод в конкретный поверхностный водоем начинают с определения кратности разведения сточных вод водой водоема за время продвижения их от места сброса до створа, расположенного на 1 км выше самого ближнего пункта водопользования. Кратность разведения показывает, во сколько раз поступающие сточные воды разбавляются водой водоема за время продвижения от места сброса до расчетного (контролируемого) створа.

Зная кратность разведения и исходную концентрацию сточных вод, можно ориентировочно установить степень возможного загрязнения водоема. В то же время, опираясь на кратность разведения и гигиенические требования к орга-нолептическим свойствам воды в водоеме, можно определить допустимое качество сточных вод по органолептическим показателям, при котором их можно сбрасывать в водоем.

Расход воды в водоеме, т. е. объем воды, который проходит через поперечное сечение реки за единицу времени, определяют по данным гидрометеослужбы. Известно, что количество воды в поверхностных водоемах заметно колеблется в течение года, а это влияет на разведение сточных вод. Наихудшие условия для разведения загрязнений, поступающих в водоем вместе со сточными водами, создаются при наименьших расходах воды в водоеме в маловодный меженный период. Но и при этих, наихудших, условиях разведения нужно соблюдать гигиенические нормативы качества воды в расчетном (контролируемом) створе в 95% случаев. Именно поэтому при расчете берут наименьшие расходы воды в реке при 95% обеспечения стока. Последнее означает, что фактические расходы воды в реке в маловодный меженный период в 95% случаев, т. е. 95 лет из 100, будут не меньше взятого в расчет Q. Например, расход воды при 95% обеспечении стока в реке Д. в пределах города Ч. в маловодный меженный период принимают за 50 м3/ч. Фактический расход лишь 5 раз за 100 лет наблюдений может быть меньше расчетного (50 м3/ч), а остальные годы — 50 м3/ч или больше.

Для оценки условий отведения сточных вод по органолептическим показателям (например, запаху) сравнивают величину разбавления, необходимую для исчезновения запаха сточных вод, которую устанавливают экспериментальным путем, с кратностью разведения, определенную расчетными методами. Если необходимая для исчезновения запаха величина разведения меньше расчетной кратности разведения, то можно разрешить сбрасывать такие сточные воды в определенный водоем. Например, опытным путем установлено, что уменьшение специфического запаха производственных сточных вод до 2 баллов достигается при их разведении в 50 раз; расчетная кратность разведения сточных вод водой водоема в створе, расположенном на расстоянии 1 км выше пункта водопользования, составляет 60. Следовательно, условия сброса сточных вод, регламентируемые Правилами, не будут нарушены.

Аналогичным способом определяют условия отведения в водоемы окрашенных сточных вод. Фактическое разведение их в водоеме (расчетная кратность разведения) должно обеспечить исчезновение окрашивания воды в столбике высотой 20 или 10 см (в зависимости от категории водопользования).

Принцип расчета условий отведения сточных вод в конкретный поверхностный водоем демонстрирует следующая схема (рис. 36). Предположим, что очищенные и обеззараженные сточные воды от населенного пункта или отдельно расположенного объекта в количестве q (м3/ч) нужно отвести в ближайший водоем. Водоем имеет определенный расход воды Q (м3/ч) и соответственную фоновую концентрацию (Ср) загрязнений: органических, микробиологических, химических. Необходимо определить расчетным путем качество сточных вод (Сст), с которым их можно разрешить сбросить в водоем и при этом гигиенические нормативы (Спдк) в расчетном (контролируемом) створе водоема нарушены не будут. При выполнении расчетов важно учесть также условия возможного разведения и смешивания сточных вод речной водой, определяемые безразмерным коэффициентом (а).

Поступление в водоем хозяйственно-бытовых и некоторых промышленных (от предприятий пищевой промышленности, животноводческих и птицеводческих комплексов и др.) сточных вод, содержащих органические вещества, приводит к изменению его кислородного режима, ухудшению процессов самоочищения и санитарного состояния водоема. Поэтому, согласно Правил, в воде водоема нормируют как БПК20 (не выше 3 или 6 мг 02/л в зависимости от категории водопользования), так и содержание растворенного кислорода (не менее 4 мг 02/л). Методика расчета допустимого содержания в сточных водах растворенных органических и взвешенных веществ приведена в "Руководстве к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене"

В соответствии с действующим законодательством министерства и ведомства обязаны обеспечить разработку предложений по уменьшению сброса загрязняющих веществ на подведомственных предприятиях, которые имеют или проектируют самостоятельные выпуски ' сточных вод в водные объекты, и представить их для согласования и утверждения органам государственного санитарного надзора в виде проекта предельно допустимых сбросов.

Под предельно допустимым сбросом (ПДС) веществ в водный объект подразумевают массу вещества в сточных водах (г/ч), максимально допустимую к отведению в водоем с установленным режимом в данном пункте водного объекта. Рассчитывают ПДС с целью обеспечения санитарно-гигиенических норм качества воды в пунктах водопользования, ассимиляционной способности водного объекта и оптимального распределения массы вещества между потребителями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности ПДС устанавливают с таким расчетом, чтобы учесть все примеси, поступающие в водоем или водосток выше размещенных выпусков. Сумма соотношения фактических концентраций каждого вещества в водном объекте, к ПДК этих веществ, не должна превышать единицы.

При отсутствии утвержденных ПДК для каких-либо веществ, присутствующих в сточных водах, при установлении ПДС следует руководствоваться Правилами, которыми запрещено сбрасывать такие сточные воды в водоем.

В исключительных случаях по согласованию с Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения страны допускается временное использование ориентировочных допустимых уровней содержания химических веществ (ОДУ). Их утверждают на период научного обоснования ПДК, но не более чем на 3 года.

При этом важно, чтобы сброс массы вещества, отвечающего ПДС, осуществлялся при расчетных расходах сточной воды qCT. В случае непредвиденного уменьшения расхода сточной воды q и сохранения при этом величины ПДС будет возрастать концентрация вещества в сточных водах в сравнении с расчетной qCT, что недопустимо.

Величина q, необходимая при расчете ПДС, для предприятий, учреждений, организаций, расположенных в зонах повышенного загрязнения водных объектов и (или) сточных вод, сбрасываемых в пределах населенного пункта, принимается не больше ПДК вещества в воде водных объектов в местах водопользования. В других случаях величина Сст определяется расчетным методом по рекомендованным выше формулам с учетом разведения сточных вод водой водного объекта, качества воды в нем выше места сброса сточных вод и процессов природного самоочищения.

ПДС для проектируемых предприятий устанавливают с учетом возможного изменения условий водопользования на участке водного объекта, куда предполагают сбрасывать сточные воды проектируемого предприятия.

Проекты ПДС прежде всего разрабатывают для действующих предприятий, сбрасывающих очищенные сточные воды в поверхностные водоемы, а также для предприятий, расположенных в зонах повышенного загрязнения водоемов. Для водоемов I и II категорий перечень таких предприятий, а также участков водоемов, относящихся к зонам повышенного загрязнения, определяют органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени их загрязнения (см. табл. 14).

Проекты ПДС утверждают в базовых органах Министерства экологии по согласованию с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения страны на определенный срок. Затем их пересматривают в сторону снижения, до полного прекращения в перспективе сброса в водные объекты загрязняющих веществ.

Порядок рассмотрения и утверждения проектов ПДС органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы такой же, как при выдаче органами государственного надзора разрешения на специальное водопользование.

Проекты ПДС для действующих объектов могут быть согласованы в том случае, если они обеспечивают соблюдение нормативов качества воды в пунктах водопользования. Сроки достижения проектов ПДС согласовывают местные органы государственного санитарного надзора с учетом конкретной санитарной ситуации, исходя из степени опасности существующего загрязнения. Для проектируемых объектов проекты ПДС согласовывают только при условии, если сброс сточных вод запроектированного объекта не приведет к превышению допустимого уровня загрязнения воды в пунктах водопользования.

В то же время, на предприятиях, для которых были согласованы ПДС, могут возникнуть ситуации, не предусмотренные ранее. Например, изменение технологического режима, увеличение объемов использования воды. Могут произойти изменения гидрологического режима водоема. Кроме того, могут быть построены новые объекты, появиться новые пункты водопользования населения и др. В этом случае согласованные ПДС не обеспечат необходимого качества воды в пунктах водопользования. Учитывая сложившееся положение, санитарно-эпидемиологическая служба ставит перед органами по регулированию использования и охране вод вопрос о досрочном пересмотре утвержденных ПДС.