Тема 5. Нормирование качества воды в водоемах: ПДК, ОДУВ, ОБУВ, ЛПВ. Требования к качеству воды водоемов питьевого, культурно-бытового, рекреационного и рыбохозяйственного назначения

Юридической основой нормирования воды водных объектов является «Водный кодекс РФ». Нормирование производится в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнений» (2005) и «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами (типовые положения» (1991). Они устанавливают три категории назначения водоемов: 1-ое – питьевого; 2-ое – культурно-бытового и 3-ие – рыбохозяйственного назначения.

К первому виду водопользования относится использование водных объектов или их участков в качестве источника питьевого и хозяйственно-бытового водопользования, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

Ко второму виду водопользования относится использование водных объектов или их участков для рекреационного водопользования. Требования к качеству воды, установленные для второй категории водопользования, распространяются также на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

К третьему виду водопользования относится использование водных объектов для рыбного хозяйства (высшая, 1 и 2 категория).

Цель нормирования качества воды водных объектов – обеспечить предотвращение и устранение загрязнения поверхностных вод, которое может привести к нарушению здоровья населения, развитию массовых инфекционных, паразитарных и неинфекционных заболеваний, а также к ухудшению условий водопользования населения и экологического состояния водных объектов.

«Правила охраны поверхностных вод» (1991) регламентируют отведение в водотоки и водоемы возвратных вод, включающих хозяйственно-бытовые и производственные сточные воды, дождевые, талые и помывочные воды. Приложение 1 Правил устанавливают общие требования к составу и свойствам воды водоемов всех трех категорий, приложение 2 – требования к качеству воды водоемов 1-й и 2-й категории, приложение 3 – к качеству 3-й категории (рыбохозяйственным).

Все меры по охране вод должны исходить из условий первоочередного удовлетворения хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд населения.

К рыбохозяйственному водопользованию относится использование водных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов. Рыбохозяйственные водные объекты или их участки могут относиться к одной их трех категорий:

- к высшей категории относятся места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений.

- к первой категории относятся объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода.

- ко второй категории относятся водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

Нормы качества воды водных объектов включают:

- Общие требования к составу и свойствам воды водотоков и водоемов для различных видов водопользования (прил. 1 «Правил охраны…»).

- Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК), нормированных веществ в воде водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд населения (прил. 2 «Правил охраны…».

- Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) нормированных веществ в воде водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях (прил. «Правил охраны…»).

Перечни нормированных веществ и величины их ПДК в воде водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд населения, утверждаются Минздравом РФ, для рыбохозяйственных целей – утверждаются Минсельхозом России, а разрабатываются Федеральный агентством рыбного хозяйства (бывший Минрыбхоз России).

Перечни нормированных веществ и величин их ПДК по мере их разработки и уточнения издаются в качестве дополнении к Правилам охраны поверхностных вод.

При отсутствии установленных экологических нормативов водопользователь обеспечивает разработку предельно допустимых концентраций (ПДК_пит) или ориентировочно допустимых уровней воздействия(ОДУВ) для водоемов 1-й и 2-й категории использования, ПДК_рх и ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) для 3-й категории.

Согласно методике гигиенического нормирования содержание веществ в воде питьевого назначения оцениваются по трем лимитирующим показателям вредности (ЛПВ):

- с.-т. – санитарно-токсикологическому, являющимся показателем максимально недействующей дозы суммарного поступления токсикантов в организм человека;

- общ. (сан.)– общесанитарному (санитарному), позволяющему оценивать качество воды и экологическое состояние водоема питьевого назначения;

- орг. – органолептическому, определяющему максимальную концентрацию веществ, не вызывающих достоверных отрицательных изменений питьевых свойств воды, с расшифровкой характера изменения органолептических свойств воды (зап. – изменяет запах воды; окр. – придает воде окраску; пен. – вызывает образование пены; пл. – образует пленку на поверхности воды; привк. – придает воде привкус; оп. – вызывает опалесценцию).

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения (ПДК_п) не должна вызывать прямого и косвенного отрицательного воздействия на органы человека в течение всей жизни и на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Перечни санитарно-гигиенических норм для водоемов 1-й и 2-й категорий издает Минздрав России (ранее Санэпиднадзор). Так, ПДК установлены в ГН 2.1.5.1315-03 (442 вещества) с дополнениями (ГН 2.1.5.2280-07), ОДУ (устанавливаются на три года) в ГН 2.1.5.1316-03 с дополнениями.

Контроль качества питьевой воды и гигиенические требования к качеству воды централизованный систем питьевого водоснабжения установлен в СанПиН 2.1.4.1074-01, для воды нецентрализованных систем водоснабжения в СанПиН 2.1.4.1075-02.

В зависимости от степени опасности для человека химических веществ, загрязняющих питьевую воду, в зависимости от токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты ЛПВ устанавливаются классы опасности вещества, которые определяются по 50%-й летальной (смертельной) дозе (DL₅₀), выраженной мг/кг массы тела: DL₅₀ 15 – 1-й класс (чрезвычайно опасные), 15< DL₅₀ 150 – 2-й класс (высокоопасные), 150 < DL₅₀ 5000 – 3-й класс (опасные), 5000 < DL₅₀ – 4-й класс (умеренно опасные).

В основу классификации положены показатели, характеризующие различную степень опасности для человека химических соединений, загрязняющих питьевую воду, в зависимости от токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты, лимитирующего показателя вредности.

Классы опасности веществ учитывают:

- при выборе ингредиентов, подлежащих первоочередному контролю в питьевой воде

- при установлении последовательности водоохранных мероприятий, требующих дополнительных капиталовложений;

- при обосновании рекомендаций о замене в технологических процессах высокоопасных веществ на менее опасные;

- при определении приоритетности разработки селективных методов аналитического контроля веществ в воде.

В случае присутствия в воде водного объекта двух и более веществ 1-го и 2-го классов опасности, характеризующихся однонаправленным механизмом токсического действия, т. е. одинакового ЛПВ, сумма отношений концентраций каждого из них к соответствующим ПДК не должна превышать 1:

С₁/ПДК₁+ С₂/ПДК₂ + ….С_п/ПДК_п £ 1, (5.1)

где С₁,…С_п – концентрации веществ, обнаруживаемые в воде водного объекта, мг/л;

ПДК₁,…ПДК_п – предельно допустимая концентрация тех же веществ.

Согласно санитарному законодательству водные объекты питьевого, хозяйственно-бытового, культурно-бытового и рекреационного водопользования считаются загрязненными, если показатели состава и свойства воды в пунктах водопользования изменились под прямым или косвенным влиянием хозяйственной деятельности, бытового использования и стали частично или полностью непригодными для водопользования населения. Пунктом водопользования является участок водного объекта, используемый населением для питьевого, хозяйственно-бытового водоснабжения, рекреации и спорта.

Требования при организации производственного контроля и выборе методов определения показателей качества питьевой воды и воды источника водоснабжения изложены в ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Водопользователи на основе регламентированных условий сброса сточных вод и требований к различным видам хозяйственной деятельности обязаны обеспечить разработку и реализацию водоохранных мероприятий, осуществление контроля за использованием и охраной вод, принятие мер по предотвращению и ликвидации загрязнения водных объектов, в т. ч. и вследствие залпового или аварийного сброса. В целях охраны водных объектов от загрязнения не допускается:

1. Сбрасывать в водные объекты сточные воды (производственные, хозяйственно-бытовые, поверхностно-ливневые и т. д.), которые:

- могут быть устранены путем организации малоотходных производств, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве;

- содержат возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы. Сточные воды, опасные по эпидемиологическому критерию, могут сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и обеззараживания до числа термотолерантных колиформных бактерий КОЕ/100 мл ≤ 500 и числа колифагов БОЕ/100 мл ≤ 100;

- содержат вещества (или продукты их трансформации) для которых не установлены гигиенические ПДК или ОДУ, а также отсутствуют методы их определения;

- содержат чрезвычайно опасные вещества, для которых нормативы установлены с пометкой «отсутствие»;

2. Осуществлять сброс промышленных, сельскохозяйственных, городских сточных вод, а также организованный сброс ливневых сточных вод:

- в пределах первого пояса зон санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения;

- в черте населенных пунктов;

- в пределах первого и второго поясов округов санитарной охраны курортов, городов, в местах туризма, спорта и массового отдыха населения;

- в водные объекты, содержащие природные лечебные ресурсы;

- в пределах второго пояса зон санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, если содержание в них загрязняющих веществ и микроорганизмов превышает установленные гигиенические нормативы.

3. Сбрасывать в водные объекты, на поверхность ледяного покрова и водосборную территорию пульпу, снег, кубовые осадки и другие отходы и мусор, формирующиеся на территории населенных мест и производственных площадок.

4. Осуществлять молевой сплав леса, а также сплав древесины в пучках и кошелях без судовой тяги на водных объектах, используемых населением для питьевых, хозяйственно-бытовых и рекреационных целей.

5. Производить мойку автотранспортных средств и других механизмов в водных объектах и на их берегах, а также проводить работы, которые могут явиться источником загрязнения вод.

6. Допускать утечку от нефте- и продуктопроводов, нефтепромыслов, а также сброс мусора, неочищенных сточных, подсланевых, балластных вод и утечки других веществ с плавучих средств водного транспорта.

Сточные воды, которые технически невозможно использовать в системах повторного, оборотного водоснабжения в промышленности, городском хозяйстве, для орошения в сельском хозяйстве и для других целей, допускается отводить в водные объекты после очистки.

Сброс, удаление и обезвреживание сточных вод, содержащих радионуклиды, должен осуществляться в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности НРБ-99.

Отведение поверхностного стока с промплощадок и жилых зон через дождевую канализацию должно исключать поступление в нее хозяйственно-бытовых, производственных сточных вод и промышленных отходов. К отведению поверхностного стока в водные объекты предъявляются такие же требования, как к сточным водам.

Качество воды водных объектов централизованных систем питьевого водоснабжения должно соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям, указанным в СанПиН 2.1.4.1074-01, для нецентрализованного водоснабжения – в СанПиН 2.1.4.1175-02, для зон рекреации водных объектов – в ГОСТ 17.1.5.02-80, с дополнениями. Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения установлены в СП 2.15.1059-01.

Нормы рыбохозяйственные более жесткие, чем гигиенические, поэтому они используются МПР России использует их в качестве экологических. ПДК_рх для рыбохозяйственных водоемов обычно устанавливаются ниже ПДК_пит для питьевой воды в 2–10 раз (и более), так как учитывается возможность накопления ядовитых веществ в пищевых цепочках человека. Так, азот нитритный ПДК_пит=1,0 мг/л (табл. 21.1), установленный по санитарно-токсикологическому ЛПВ и имеет 2 класс опасности, ПДК_рх = 0,02 мг/л, установленный по токсикологическому ЛПВ и имеет 4 класс опасности.

Министерство природных ресурсов РФ (вместо Росрыбхоза), теперь должно публиковать «Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней вредности (ОБУВ), для воды рыбохозяйственных водоемов». ОБУВ являются временными ПДК, устанавливаемыми на 2 года, до разработки и принятия утвержденных ПДК. Последняя редакция принята приказом Федерального агентства по рыболовству от 18.01.2010 г. N 20 (с дополнениями) «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». Здесь. приведены ПДК_рх 1071 вещества.

Для воды водоемов рыбохозяйственного назначения согласно «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения» (1991), качество воды оценивается по двум ЛПВ:

- токс. – токсикологическому;

- рыб. хоз. – рыбохозяйственному.

Для водоемов выполняющих несколько функций (например питьевого и рыбохозяйственного назначения), таким образом существуют 5 лимитирующих показателей вредности. На практике это ведет к путанице, так как загрязняющее вещество может иметь различные ПДК относящиеся к различным ЛПВ. Для экологических целей следует использовать в первую очередь ПДК_рх, при их отсутствии ОБУВ^рх. Следует помнить, что при утверждении ПДК взамен ОБУВ, нормативы становятся более жестким (табл. 5.1). Например, авиксил имел С^ОБУВ_{авиксил} = 0,006, стал предельно допустимым нормативом С^ПДК_{авиксил}= 0,003 2 класса опасности; топас имел имел С^ОБУВ_топаз = 0,005, стал предельно допустимым нормативом С^ПДК_топаз = 0,003 3 класса опасности. Но есть и исключения рыбохозяйственное ПДК бериллия - С^ПДКрх_{бериллий}= 0,0003 2 класса опасности, санитарно-гигиеническое ПДК бериллия - С^ПДКпит_{бериллий}= 0,0002 1 класса опасности.

При отсутствии рыбохозяйственных нормативов следует обращаться к санитарно-гигиеническим показателям предельно допустимых концентраций ПДК_пит и ориентировочно допустимого уровня ОДУ_пит водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Для некоторых веществ, например фосфор фосфатов разработаны различные рыбохозяйственные нормативы для олиготрофных водоемов 0,05 мг/л, дл мезотрофных – 0,15 мг/л, эвтрофных – 0,2 мг/л. Согласно водного законодательства к водоемам относятся озера, пруды, болота. Как применять, эти показатели для водотоков рек и каналов не понятно.

Таблица 5.1. Допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде поверхностных водоемов, мг/л

Вещество	Санитарно-гигиенические					Рыбохозяйственные
	ЛПВ	ПДКпит	ОДУ	Класс опасности		ЛПВ	ПДКрх	ОБУВ	Класс опасности
Нефтепродукты	с.-т.	0,1		3		рыб.	0,05		3
БПКп	-	3,0					3,0		-
Сульфаты	орг.	500		4		токс.	100		4
Хлориды	орг.	350		4			-	-
Азот аммония						токс.	0,4		4
Азот нитратный	с.-т.	10,17		3		токс.	9,0		4
Азот нитритный	с.-т	1,0		2		токс.	0,02		4
Кальций	с.-т.	180		4			-	-
Калий						токс	50		4
Магний	с.-т.	40,0		4		-	-	-
Натрий	с.-т.	200		2		-	-	-
Алюминий	с.-т.	0,5		2		токс.	0,04		4
Бериллий	с.-т.	0,0002		1		токс	0,0003		2
Железо общ. (Fe^3+)	орг.	0,3		3		токс.	0,1		4
Кадмий	с.-т.	0,001		1		токс.	0,005		2
Марганец	орг.	0,1		3		токс.	0,01		4
Медь	орг.	1,0		3		токс.	0,001		3
Молибден	с.-т.	0,25		2		токс.	0,001		2
Мышьяк	с.-т.	0,05		2		токс.	0,05		3
Никель	с.-т.	0,1		3		токс.	0,01		3
Ртуть	с.-т.	0,0005		1		токс.	отс.		1
Свинец	с.-т.	0,03		2		токс.	0,006		2
Серебро	с.-т.	0,05		2
Фосфор фосфатов	орг.	2,0		3		токс.	0,2		4
	Олиготрофные водемы					токс.	0,05
	Мезотрофные водоемы					токс.	0,15
	Эвтрофные водоемы					токс.	0,2
Хром (Cr^6+)	с.-т.	0,05			2	токс.	0,02		3
Цинк	орг.	1,0			3	токс.	0,01		3
Бор (ионные формы)	сан.	0,5			4
Натрий гидрокарбонат	сан		10		4	с.-т.	5,0		4
Бензамид	с.-т.	0,2			3		-	-
Белкозин		-	-			токс.	0,1	-	4
Авиксил						токс.	0,003	0,006^1	2
Топаз						токс.	0,0003	0,005^1	3

Примечание: Санитарно-гигиенические показатели берутся: предельно допустимые концентрации (ПДК_пит) – ГН 2.1.5.1315-03 с доп., ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) – ГН 2.1.5.1316-03 с доп.; рыбохозяйственные показатели берутся: предельно допустимые концентрации (ПДК_рх) – Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18.01.2010 г. № 20 с доп.;

отс. – отсутствие, напрbмер – ртуть 0,00001 мг/л, что ниже чувствительности методов анализ;

0,006¹, 0,005¹ – ОБУВ заменены на ПДК;

- отсутствие показателя.

В последнем перечне ПДК_рх приводятся региональные показатели. Например для р. Рудной Приморского края для бора установлен норматив С^ПДК = 2,67 мг/л, тогда как для всех водных объектов утвержден гигиенических норматив по санитарному ЛПВ 0,5 мг/л 4 класса опасности. В старых перечнях ПДК_рх для морских водоемов он составлял 10,0 мг/л (при 12-18⁰/₀₀), в последнем 15,0 мг/л.

Все выше сказанное позволяет утверждать, что оценка экологического состояния аквальных комплексов, посредством соотнесения гидрохимических показателей с ПДК_рх имеет ряд недостатков:

- превышение значений содержания конкретного ингредиента над его ПДК, может быть вызвано, как антропогенным воздействием, так и природными (экологическими) причинами;

- вызывает сомнение обоснованность значений ряда ПДК_рх. Например, для меди она составляет 0,001 мг/л, тогда как для водоемов питьевого назначения 1 мг/л (различие в 1000 раз). Неслучайно в последние годы произведено изменение ПДК_рх в сторону увеличения, так, например, для фосфора фосфатов в 4 раз (с 0,05 до 0,2 мг/л), что позволило исключить фосфор из списка загрязнителей поверхностных вод. Вероятно это произойдет и с показателями БПК₂₀, НП, Fe³⁺.

Использование фоновых концентрации также затруднительно, так ряд показателей (БПК₂₀, НП, фенолам, Fe³⁺) в определенные периоды или постоянно может превышать значения ПДК.

Для устранения этих недостатков специалисты в области охраны окружающей среды используют различные виды ИЗВ.

Так группа ученных предлагает включать в индекс загрязнения 6 основных показателей (Инженерная экология…, 2004; Афанасьев Ю.А., 1998; Переведенцев Ю.П., 2004) (ИЗВ₆), который рассчитывается по формуле

ИЗВ₆ = 1/6 С_i / ПДК_i, где (5.2)

С_i – концентрация i-го поллютанта.

В расчетах используется 6 ингредиентов, включая растворенный кислород (О₂) и биологическое потребление кислорода за 5 дней (БПК₅), а также четыре ингредиента, имеющие наибольшие значения, независимо от того, превышают они ПДК или нет.

При расчетах в число шести показателей обязательно входят концентрации растворенного кислорода (РК) и значение биологического потребления кислорода (БПК₅), а так же четыре показателя, являющиеся для данного водоема наиболее неблагополучными, т. е. имеющие наибольшие относительные концентрации (т. е. превышения С_i/ПДК_i) независимо превышают они ПДК или нет.

Нормы по БПК₅ следующие:

1) не более 3 мгО₂/л – 3;

2) 3-15 мгО₂/л – 2;

3) более 15 мгО₂/л – 1.

При расчете нормированной величины значение БПК делится на соответствующую норму.

Нормы по РК следующие:

1) более 6 мг/л – 6;

2) 6-5 мг/л – 12;

3) 5-4 мг/л – 20;

4) 4-3 мг/л – 30;

5) 3-2 мг/л – 40;

6) 2-1 мг/л – 50;

7) 1-0 мг/л – 60;

При расчете нормированной величины значение РК делится на содержание кислорода.

На основании ИЗВ₆ В.В. Масленникова и В.А. Скорняков (2006) предложили выделять классы загрязнения вод (табл. 5.2), для пресных и морских вод численные градации индекса различаются

Таблица 5.2 Критерии загрязненности вод по ИЗВ₆

Класс качества	Качество вод	Величина ИЗВ6
		Пресные воды	Морские воды
1	Очень чистая	<0,3	<0,25
2	Чистая	0,3-1	0,25-0,74
3	Умеренно загрязненная	1,0-2,5	0,75-1,24
4	Загрязненная	2,5-4,0	1,25-1,74
5	Грязная	4,0-6,0	1,75-3,0
6	Очень грязная	6,0-10	3,1-6,0
7	Чрезвычайно грязная	>10	>6,0

Проблемы и недостатки использования ИЗВ определяются зависимостью величины от перечня изучаемых ингредиентов. Существует и некая условность градаций качества воды по классам загрязнения, резко ограничивающая возможность принятия управленческих решений.

По нашему мнению ИЗВ не должен включать точное число 6, в расчет следует брать все вещества превышающие ПДК_рх, так само это число уже показывает неблагополучное гидрохимическое состояние водоемов. Также необходимо проводить наблюдения на фоновых (не загрязненных водоемов), это позволит исключить невязку по веществам имеющим высокие кларковые (фоновые) значения. Однако на практике это не делается.