Принципы разработки ПДК загрязняющих веществ в рыбохозяйственных водоемах

Для рыбохозяйственных водоемов существует три категории водопользования: высшая, первая и вторая. К водным объектам высшей категории относятся места нерестилищ, массового нагула, зимовальные ямы особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов. Водные объекты первой категории служат для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода. Водоемы второй категории используются для прочих рыбохозяйственных целей.

Исходя из общей структуры ЭН, принципы разработки ПДК вредных веществ для рыбохозяйственных водоемов можно оценивать не только с точки зрения санитарно-гигиенического нормирования (как потенциальный продукт питания), но и с позиций экосистемного нормирования (как элемент водной экосистемы). Вероятно, правильнее относить эти нормы к экосистемному нормированию, ибо основная цель установления ПДК загрязняющих веществ в рыбохозяйственных водоемах – защита и сохранение рыбных ресурсов как одного из важнейших составляющих биотической компоненты водных экосистем. Целесообразность рассмотрения этого вопроса в санитарно-гигиеническом направлении обусловлена общими методологическими подходами в разработке ПДК.

В воде рыбохозяйственных водоемов ПДК загрязняющего вещества – это экспериментально установленное максимально допустимое содержание поллютанта в водном объекте, при котором не возникают последствия, снижающие его рыбохозяйственную ценность или затрудняющие его рыбохозяйственное использование. В настоящее время в соответствии с существующим законодательством устанавливаются единые для всей страны предельно допустимые концентрации. Применение бассейновых ПДК загрязняющих веществ является исключением. Единственный пример – региональная ПДК бора установлена для вод р. Рудной в Приморском крае (Приложение 2).

Методология разработки рыбохозяйственных ПДК предполагает анализ прямого и косвенного воздействия поллютанта. В первом случае устанавливаются границы концентраций, оказывающих прямое остролетальное, хроническое летальное или сублетальное (угнетающее, но не приводящее к летальному исходу) действия на представителей основных звеньев биологического круговорота веществ в водных объектах, необходимых для воспроизводства рыбных запасов. При оценке опосредованного влияния определяются границы концентраций вредных веществ, при которых обычные показатели качества воды (содержание растворенного кислорода, БПК, pH, формы азота и др.) могут достигать критических значений, оказывающих остролетальное, хроническое летальное и сублетальное действия. Таким образом, к основным охраняемым звеньям водного объекта относятся:

1) гидрохимический режим, т. е. сохранение диапазона содержаний основных химических компонентов, показателей водной среды и солевого состава;

2) продуценты — фитопланктон, макрофиты;

3) кормовые беспозвоночные — зоопланктон, зообентос;

4) рыбы (нектон) — икра, личинки, сеголетки (мальки догодовалого возраста), половозрелые особи.

Проведение эксперимента при разработке рыбохозяйственных ПДК базируется на следующих принципах. Для веществ, кумулятивное действие которых не выявлено, достаточно выполнения острых и подострых опытов. Наравне с опытами по исследованию действия изучаемого вещества на представителей биоты водного объекта необходимо проведение ипытаний по срокам детоксикации вещества, т. е. выяснению периода его полураспада.

Эксперименты по определению ПДК состоят из нескольких стадий.

1. Выполнение кратковременных предварительных опытов с учетом действия на гидрохимические показатели, водоросли и планктон. Основная задача заключается в выяснении критических концентраций изучаемого вещества, что необходимо для дальнейшей работы.

2. Проведение опытов по выявлению скорости и особенностей детоксикации (персистентности) вещества в водной среде. Проверка возможных путей детоксикации: способности вещества улетучиваться из водного раствора; микробиологической и химической детоксикация; роли донных осадков в скорости трансформации вещества. Широко используются аналитические методы контроля и биотестирование, позволяющее учитывать также действие метаболитов;

3. Выполнение основных острых экспериментов на фитопланктоне, высшей водной растительности, сеголетках рыб и т. д. Оценка влияния вещества на гидрохимический режим. При этом фиксируются иммобилизация и гибель, повреждения различной степени тяжести, другие реакции.

4. Проведение подострых и хронических (если это требуется с учетом действия вещества) экспериментов на том же наборе организмов с включением икры и личинок рыб. Опыты ставятся для выявления чувствительности организмов к вредному веществу, способов передачи его по пищевым цепям. Определяется влияние поллютанта на гидрохимический состав воды.

В основе определения прямых эффектов воздействия вредных веществ на биоту, аналогично методике гигиенического нормирования, лежит связь между концентрацией вещества, временем проявления эффекта и скоростью реагирования конкретного организма. В водной токсикологии по характеру и интенсивности воздействия выделяют следующие концентрации: 1) оказывающие остролетальное (массовая гибель организмов за короткие сроки), хроническое (гибель всех или большей части за длительный срок) или сублетальное (угнетающее) действие; 2) оказывающие стимулирующее действие, сопровождающееся или не сопровождающееся патологическими явлениями; 3) недействующие.

При установлении ПДК пестицидов используется коэффициент запаса, который определяется исходя из стабильности вещества в водной среде. Он меняется от 1 (для веществ время 95%-го распада которых менее 10 суток) до 27,0 – для веществ, распад которых происходит более чем за полгода. К веществам с сверхвысокой стабильностью (более года) коэффициент запаса не определен.

В настоящее время рыбохозяйственные ПДК установлены более чем для 1071 веществ («Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». Утв. приказом Росрыболовства от 18.01.2010 № 20). Нормирование проводится по пяти лимитирующим признакам вредности:

1) токсикологическому (токс.) – прямое токсическое действие веществ на водные организмы;

2) санитарному (сан.) – нарушение экологических условий: изменение трофности водоемов, гидрохимических показателей (кислород, азот, фосфор, величина pH); снижение самоочищения воды (БПК₅, численность сапрофитных микроорганизмов);

3) санитарно-токсикологическому (сан.-токс.) – действие вещества на водные организмы и санитарные показатели воды происходит одновременно;

4) органолептическому (орг.) – образование пленок и пены на поверхности воды, появление посторонних привкусов и запахов в воде, изменение цвета;

5) рыбохозяйственному (рыб.-хоз.) – изменение товарных качеств промысловых водных организмов (появление неприятных и посторонних привкусов и запахов).

Именно последний ЛПВ определяет санитарно-гигиеническую составляющую этих нормативов. Результирующая предельно допустимая концентрация и ЛПВ выводятся по самому низкому значению, для которого выявляется отрицательное действие.

Класс опасности химических веществ устанавливается по токсикологическим (степень кумуляции, величина ПДК) и химическим (стабильность, происхождение) показателям (табл. 5). Их четыре: первый класс – чрезвычайно опасные вещества, второй – высокоопасные, третий – опасные и четвертый класс – умеренно опасные вещества. К этому следует добавить, что в четвертом классе веществ выделяются вещества четвертого «экологического» класса (4э), которые влияют на экологические условия в водоеме (развитие эвтрофирования, изменение минерализации и т. д.). В эту категорию входят, например хлориды и биогенные вещества. Для отдельных ингредиентов ПДК устанавливаются только в морской воде или в морской и пресной водах отдельно.

Таблица 5.Основные показатели класса опасности веществ для гидробионтов

По категориям водопользования различия в нормативах качества воды существуют только для двух показателей: взвешенные вещества и растворенный кислород. Для высшей и первой категории содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на 0,25 мг/л, для второй – более 0,75 мг/л. Содержание растворенного кислорода в зимний период в водоемах высшей и первой категорий не должно быть менее 6, а в водоемах второй категории – менее 4 мгO₂/л.