Качество воды

Лекция 3

 

Качество вод

 

Качество вод – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность её для конкретного вида водопользования (ГОСТ 17.1.1.01-77. «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения»).

Критерий качества воды – признак или комплекс признаков, по которым производится оценка качества воды (ГОСТ 27065-86. «Качество вод. Термины и определения»).

Нормы качества воды – установленные значения показателей качества воды для конкретного вида водопользования (ГОСТ 27065-86).

Нормирование  качества воды состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

 

Виды водопользования

Водопользование – использование водных объектов для удовлетворения любых нужд населения и народного хозяйства.

Согласно ГОСТ 17.1.1.03-86. «Охрана природы. Гидросфера. Классификация водопользований» водопользование классифицируется по следующим признакам: по целям использования вод, по объектам водопользования, по техническим условиям водопользования, по условиям предоставления водных объектов в пользование, по характеру использования воды, по способу использования водных объектов.

Водные объекты используются для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, сброса сточных вод и (или) дренажных вод, производства электрической энергии, водного и воздушного транспорта, сплава древесины и других целей.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности.

К культурно-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от вида их использования объектами для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.

Санитарными правилами СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» установлены  гигиенические нормативы состава и свойств воды в водных объектах для двух категорий водопользования:

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

Ко второй категории 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.

Качество воды водных объектов должно соответствовать требованиям СанПиН 2.1.5.980-00 (табл. 1). Содержание химических веществ не должно превышать предельно допустимые концентрации веществ в воде водных объектов по ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

Есть также другая категория водных объектов – рыбохозяйственная. Федеральный закон  № 420-ФЗ от 28.12.2010 г. определяет, что к водным объектам рыбохозяйственного значения относятся водные объекты, которые используются или могут быть использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение, утвержденнеы Приказом Росрыболовства от 18.01.2010 г. № 20 вступили в силу 16.03.2010 г. 

 

Таблица 1

Общие требования к составу и  свойствам воды водных объектов в  контрольных створах и местах питьевого, хозяйственно-бытового и  рекреационного водопользования

		Категории водопользования
№	Показатели	Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения  пищевых предприятий	Для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест
1	1	2	3
1	Взвешенные вещества*	При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте и в прибрежной зоне содержание взвешенных веществ в контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на
		0,25 мг/дм3	0,75 мг/дм3
		Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ, допускается увеличение их содержания в воде в пределах 5 %. Взвеси со скоростью  выпадения более 0,4 мм/с для проточных  водоемов и более 0,2 мм/с для водохранилищ к спуску запрещаются
2	Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей
3	Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике
		20 см	10 см
4	Запахи	Вода не должна приобретать  запахи интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые:
		непосредственно или при последующем хлорировании или других способах обработки	непосредственно
5	Температура	Летняя температура  воды в результате сброса сточных  вод не должна повышаться более чем  на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
6	Водородный показатель (рН)	Не должен выходить за пределы 6,5—8,5
7	Минерализация воды	Не более 1000 мг/дм3, в т. ч.: хлоридов - 350; сульфатов - 500 мг/дм3
8	Растворенный кислород	Не должен быть менее 4 мг/дм3 в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня.
9	Биохимическое потребление  кислорода (БПК5)	Не должно превышать  при температуре 20 °С
		2 мг О2/дм3	4 мг О2/дм3
10	Химическое потребление  кислорода (бихроматная окисляемость), ХПК	Не должно превышать:
		15 мг О2/дм3	30 мгО2/дм3
11	Химические  вещества	Не должны содержаться  в воде водных объектов в концентрациях, превышающих  ПДК или ОДУ
12	Возбудители кишечных инфекций	Вода не должна содержать  возбудителей кишечных инфекций
13	Жизнеспособные яйца, онкосферы тениид и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейших	Не должны содержаться  в 25 л воды
14	Термотолерантные колиформные бактерии**	Не более  100 КОЕ/100 мл **	Не более  100 КОЕ/100 мл
15	Общие колиформные	Не более
	бактерии **	1000 КОЕ/100 мл**	500 КОЕ/100 мл
16	Колифаги **	Не более
		10 БОЕ/100 мл**	10 БОЕ/100 мл
17	Суммарная объемная активность радионуклидов при совместном присутствии***	S (Ai / YBi) £l

Примечания.

* Содержание в воде взвешенных веществ неприродного происхождения (хлопья гидроксидов металлов, образующихся при обработке сточных вод, частички асбеста, стекловолокна, базальта, капрона, лавсана и т. д.) не допускается.

** Для централизованного  водоснабжения; при нецентрализованном  питьевом водоснабжении вода  подлежит обеззараживанию.

*** В случае  превышения указанных уровней  радиоактивного загрязнения контролируемой  воды проводится дополнительный  контроль радионуклидного загрязнения  в соответствии с действующими  нормами радиационной безопасности;

Ai - удельная активность i-го радионуклида в воде;

YBi - соответствующий уровень вмешательства для i-го радионуклида (приложение П-2 НРБ-99).

 

Предусматриваются следующие виды нормативов:

• предельно допустимые концентрации (ПДК); различают ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) и рыбохозяйственного назначения (ПДК_вр);
• ориентировочные допустимые уровни (ОДУ).

Предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в, мг/л) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДК_вр, мг/л) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

Ориентировочный допустимый уровень химического вещества в воде (ОДУ) – временный гигиенический норматив, разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности и применяемый только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями

Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается:

• для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_в) с учетом трех показателей вредности:
• органолептического;
• общесанитарного;
• санитарно-токсикологического.
• для рыбохозяйственного водопользования (ПДК_вр) с учетом пяти показателей вредности:
• органолептического;
• санитарного;
• санитарно-токсикологического;
• токсикологического;
• рыбохозяйственного.

Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды.

Общесанитарный показатель определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры.

Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека.

Токсикологический показатель показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.

Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.

Рыбохозяйственные ПДК должны удовлетворять ряду условий, при которых не должны наблюдаться:

• гибель рыб и кормовых организмов для рыб;
• постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;
• ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
• замена ценных видов рыб на малоценные.

 

Методы оценки качества вод

Различают дифференциальные, комплексные и интегральные методы оценки качества вод. Дадим их определения по ГОСТ 15467-79. «Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения».

Дифференциальный метод оценки качества продукции – метод оценки качества продукции, основанный на использовании единичных показателей её качества.

Единичный показатель качества продукции – показатель качества продукции, характеризующий одно из её свойств.

Комплексный метод оценки качества продукции – метод оценки качества продукции, основанный на использовании комплексных показателей её качества.

Комплексный показатель качества продукции – показатель качества продукции, характеризующий несколько её свойств.

Интегральный метод оценки качества продукции – метод оценки качества продукции, основанный на использовании суммы показателей её качества.

Таким образом, критерий качества воды может быть задан различным способом:

1. одним признаком (показателем), – дифференциальный метод оценки качества воды, например: минерализация или бальнеологически активный компонент воды при оценке минеральных вод;
2. несколькими признаками (несколькими показателями), комплексный метод оценки качества воды. Например, рН, мутность, общая жёсткость, железо, марганец, перманганатная окисляемость, микробиологические показатели воды;
3. формулой, связывающей содержание компонента в воде с его нормой – интегральный метод оценки качества воды, например, ∑С_i /ПДК_i.

Контроль качества воды – проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям (ГОСТ 27065-86).

Контроль проводится сравнением показателей качества воды с нормами качества воды для различных целей водопотребления. Например, нормами качества питьевой воды являются предельно допустимые концентрации компонентов в воде.

Для характеристики самого качество воды используют индексы качества воды. Индексы качества воды устанавливаются на основе экспериментальных исследований, теоретических расчётов или специальной экспертизы.

Индекс качества воды – обобщённая числовая оценка качества воды по совокупности основных показателей для конкретных видов водопользования (ГОСТ 27065-86).

 

 Алгоритм методик  оценки качества воды для различных  целей её назначения

1. Фактор (для каких целей устанавливается качество воды).
2. Номенклатура (для каких вод устанавливается качество).
3. Критерий качества.
4. Норматив качества.
5. Качество воды.

Факторы, влияющие на состояние (качество) водного объекта (рис.), могут иметь  как естественную природу, так и  антропогенную, вызванную хозяйственной деятельностью человека.

Рис. Факторы, влияющие на состояние  водного объекта

 

Регулируя факторы, влияющие на состояние  водного объекта, можно регулировать качество его воды.

 

Критерии качества природных  вод

По многочисленным методикам оценку качества воды проводят не только для целей водопользования, но и для характеристики состояния окружающей среды.

В зависимости от целей назначения воды формируются различные критерии качества вод: гигиенический, экологический, экономический, рыбохозяйственный.

Гигиенический критерий качества воды – критерий качества воды, учитывающий токсикологическую, эпидемиологическую и радиоактивную безопасность воды и наличие благоприятных свойств для здоровья живущих и последующих поколений людей (ГОСТ 27065-86).

Пример 1. При обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК не должна быть больше 1. Расчет ведётся по формуле:

,    (1)

где С₁, С₂, С _n – концентрация индивидуальных химических веществ 1 и 2 класса опасности: факт. (фактическая) и доп. (допустимая).

Экологический критерий – критерий, учитывающий условия нормального функционирования водно-экологической системы (ГОСТ 27065-86).