Контроль качества водных объектов

При планировании любых водохозяйственных мероприятий учет качества воды имеет, как правило, не меньшее значение, чем количественная оценка ее ресурсов. Это обусловлено тем, что вследствие развития промышленности, урбанизации обширных территорий и интенсификации сельского хозяйства происходят изменения состава водных масс рек и водоемов под влиянием сточных вод, содержащих различные минеральные и органические вещества, а также смыва с поверхности бассейнов химических препаратов, применяемых в сельском хозяйстве. Качество природных вод представляет собой совокупность физических, химических и биологических показателей, определяющих степень пригодности воды для конкретных видов водопользования и отвечающих требованиям охраны окружающей среды. Оно характеризуется составом и количеством растворенных и взвешенных в воде веществ, содержанием биомассы и микроорганизмов, температурой и некоторыми другими физическими характеристиками. Соответственно этому оценка качества может проводиться по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям.
Требования, предъявляемые к качеству природных вод различными отраслями народного хозяйства, бытовым водопользованием, природоохранными мероприятиями, весьма разнообразны и нередко противоречивы. Поэтому большое значение имеет нормирование качества воды для различных водопотребителей. В настоящее время является общепринятым такой подход к нормированию, при котором устанавливаются требования к качеству воды в водных объектах в местах водопользования, в заповедных зонах.
Различают два вида использования водных объектов:
1) водопользование - это использование воды без изъятия ее из мест естественной локализации. Водопользование в основном осуществляют рыбное хозяйство, водный транспорт, гидроэнергетика.
2) водопотребление - это использование воды, связанное с изъятием ее из мест локализации с частичным или полным безвозвратным расходованием и с возвращением в источник водозабора в измененном (загрязненном) состоянии.
Крупнейшими водопотребителями являются сельское хозяйство, промышленность и культурно-бытовое хозяйство. Сбросы сточных вод в водотоки и водоемы создают большую неоднородность качества воды в них. Образуются зоны загрязнения, где нарушаются естественные гидрохимические и биологические процессы, а концентрация загрязняющих компонентов оказывается выше установленных норм по санитарным, рыбохозяйственным или другим показателям. Грунты в этой зоне обычно также оказываются загрязненными. Поскольку одни и те же водные объекты служат для водопользования и являются приемниками сточных вод, то при проектировании сбросов и водоснабжения необходимо надежно устанавливать зоны распространения загрязненных вод, чтобы обеспечить необходимое качество воды в местах водопользования и не допустить распространения загрязненных вод в пределах заповедников.
Следует иметь в виду, что в настоящее время разработаны и утверждены только санитарно-гигиенические и рыбохозяйственные нормативы качества воды. Экологических и природоохранных нормативов пока не существует, рассматриваются лишь возможные пути их создания.
Применяемый до настоящего времени способ оценки качества воды для различных видов водопользования основан на сопоставлении результатов определения в отдельных точках водного объекта химического состава, физических свойств и бактериологических характеристик воды с соответствующими нормативными показателями ее качества.
Система контроля качества водных объектов зависит от вида пользователя и от целей использования воды.

В зависимости от вида использования воды выбирается совокупность (набор) необходимых показателей качества воды водного объекта.

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ, т.е. группы экологических стандартов, оценивающих состояние окружающей среды в целом.
ПДК примеси в воде - это такой нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на организм человека и возможность ограничения или нарушения нормальных условий водопользования.
В течение длительного времени разрабатывались и использовались два вида нормирования ПДК - гигиеническое и рыбохозяйственное.
Гигиеническая ПДК химического вещества в воде - это максимальная концентрация, которая не влияет прямо или опосредованно на состояние здоровья настоящего и последующих поколений человека при воздействии на организм и не ухудшает гигиенические условия водопользования.
Методическая схема гигиенических ПДК предусматривает изучение влияния загрязняющих веществ по трем признакам вредности: санитарно-токсикологический (чувствительность живых организмов к действию токсичных веществ), органолептический (окраска, запахи, привкус воды) и общесанитарный (интенсивность БПК, процессов минерализации азотсодержащих веществ, развития и отмирания сапрофитной микрофлоры). Таким образом, для характеристики чистоты водного объекта кроме ПДК используется другой норматив: лимитирующий показатель вредности(ЛПВ), отражающий приоритетность требований к качеству воды. По каждому из признаков вредности находят пороговую (действующую) и подпороговую (недействующую) концентрацию. Наименьшая из них с соответствующим признаком вредности принимается как ПДК.
Гигиенические ПДК не предназначались для защиты экологического благополучия водоема. Их задача состояла в обеспечении безопасных условий водопользования для человека. Гигиенические нормативы регламентируют содержание загрязняющих веществ только в тех водоемах, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей.
Появление новых источников загрязнения и расширение их географии привело к возникновению ряда новых аспектов, значение которых не ограничивается только опасностью для человека. Стало очевидным, что требования к качеству воды, потребляемой разными отраслями народного хозяйства, могут существенно различаться. Это привело к развитию самостоятельной системы рыбохозяйственных ПДК, направленной на охрану водоемов как базы для организации рыбоводства и рыболовства.
При установлении рыбохозяйственных ПДК применяется специальная схема исследований, включающая оценку влияния химического вещества на процессы самоочищения воды, первичного продуцирования органического вещества и на жизнедеятельность отдельных видов гетеротрофных водных организмов. За ПДК принимается наибольшая допустимая (недействующая) концентрация токсичного вещества для наиболее слабого (чувствительного) звена среди всего набора используемых тест-объектов (бактерии, водоросли, моллюски, ракообразные, рыбы). Здесь также положен в основу принцип лимитирующего показателя вредности. Дополнительным признаком вредности вводится рыбохозяйственный, оценивающий потерю товарных качеств рыбной продукции из-за накопления в ней недопустимых количеств вредных веществ.

Таблица 3.5.1

Виды лимитирующего показателя вредности

К каждой категории водопользования с точки зрения качества воды предъявляются различные требования: в одних случаях более, в других - менее жесткие. Например, присутствие такого хлорорганического ядохимиката, как гексахлоран, в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах допускается в очень ограниченном количестве: ПДК= 0.02 мг/л. В воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается, что объясняется прогрессивным накоплением этих веществ в последовательных звеньях пищевых цепей. Некоторые вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны как при попадании внутрь, так и при контактном воздействии. Соответственно, присутствие первых ограничивает возможности для купания и умывания (санитарное ограничение), а вторых - лимитирует как купание, так и пользование водой для питьевых нужд (санитарно-токсикологическое ограничение).
Некоторые вещества вредны в сравнительно высоких концентрациях именно при контактном или органолептическом воздействии, и поэтому их ПДК в водных объектах первой категории имеют высокие значения с общесанитарной точки зрения. Однако в водных объектах второй категории они оказываются очень вредными для животных, и здесь на первое место выдвигается их токсикологическое действие. Следовательно, нормы ПДК на эти вещества ужесточаются.
Например, если в водных объектах I категории ПДК аммиака ~2 мг/л, то для объектов II категории - в 40 раз ниже. В водных объектах I категории возможно присутствие нефти до ПДК= 0.3 мг/л, но в водоемах, где происходит ловля и выращивание рыбы, ПДК снижается до 0.05 мг/л (поскольку мясо рыбы может приобретать резкий запах). В данном случае присутствие нефти лимитируется уже не по санитарному показателю, а по рыбохозяйственному.

Таблица 3.5.2.