Пдк марганца в воде рыбохозяйственных водоемов. Качество воды водных объектов. Нормирование качества вод

Взятая из озера, реки или колодца вода должна быть безопасна для здоровья, иметь приятный вкус и не иметь запаха Контроль качества и управление качеством воды в водных объектах призваны дать ответ на ряд вопросов, таких как какую воду следует считать чистой и безопасной, какие вещества и в какой концентрации за- I рязняют воду и т п Степень предельно допустимого загрязнения воды в водном объекте, зависящая от его физических особенностей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается как предельно допустимая нагрузка (ПДН)
Использование воды может быть связано с изъятием ее из водного объекта, что приводит к его истощению и тем самым к разрушению экосистемы Вводимый в практику норматив предельно допустимой экологической нагрузки на водные экосистемы (ПДЭН) позволит предотвратить деградацию и гибель экосистем Основная цель при решении задач, связанных со снижением уровня чагрязнения в водных объектах, заключается в разработке обоснованных предложений по сокращению загрязненных сбросов в водную среду в такой мере, чтобы процессы естественной утилизации мгрязняющих веществ постоянно превалировали над процессами загрязнения и приводили к устранению нарушений в экосистемах. В общем случае допустимая нагрузка на водоем определяется как разность между установленной нормативной нагрузкой Сн, т.е. возможностью сброса, и уже существующей, т.е. фактической нагрузкой Сф

Необходимое качество воды в водоеме может обеспечиваться поддержанием соответствующих гидрохимических и гидрологических режимов. Попадающие в водоем токсиканты изменяют гидрохимический состав поверхностной воды и в зависимости от концентрации оказывают влияние на процессы формирования ее качеств. Поэтому контроль состояния водных объектов осуществляется по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям
В нашей стране анализ состояния водных объектов проводят ряд организаций, относящихся к различным министерствам, например- Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды следит за количественными и качественными показателями поверхностных вод и их изменением под влиянием деятельности человека, Центр санитарно-эпидемиологического надзора контролирует водоемы и воду, используемые для питьевого водоснабжения, лечебно-оздоровительных целей; Рыбохозяйственная инспекция осуществляет надзор за водоемами, имеющими рыбохозяйственное значение; Управление по геологии и использованию недр контролирует использование подземных вод и осуществляет охрану их от истощения и загрязнения, Комитет по водному хозяйству следит за водопользованием и водопотреблением
Гидрохимический контроль качества воды состоит из системы контроля и наблюдений за химическим составом воды водоемов и водотоков бассейна; поступающими атмосферными осадками, антропогенными источниками загрязнения
Гидрохимическая система контроля и наблюдений создается с
учетом сбросов сточных вод, а также видов водопользования. Состав и объем гидрохимических наблюдений определяются требованиями, предъявляемыми органами государственного управления и надзора и основными водопользователями. При этом обычно устанавливаются: минерализация; содержание кислорода; биологическое потребление кислорода (БПК); химическое потребление кислорода (ХПК); содержание основных ионов, биогенных веществ, нефтепродуктов, детергентов, фенолов, пестицидов, тяжелых металлов
Определяются также физические параметры: цветность, температура.
Объектами санитарных наблюдений являются водоемы, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения . Створы обычно расположены вблизи пунктов санитарно-бытового водопользования. При наблюдениях собирают сведения об основных источниках загрязнения: о санитарном благоустройстве населенного пункта; об условиях отведения сточных вод; о промышленных и других объектах, сбрасывающих сточные воды; о качестве и составе сбрасываемых стоков; о характере очистки и обеззараживания и т.д.
Загрязненность воды - понятие, относящееся только к вполне
определенному месту или зоне водного объекта и к конкретному виду водопользования. Водный объект вне места водопользования не считается загрязненным, даже если его экосистема полностью разрушена вследствие сброса вредных веществ. С экологической точки зрения это неприемлемо. Поэтому специалисты различных производств должны независимо от того, обеспечена или нет допустимая нагрузка на водный объект, принимать все технически доступные меры для минимизации сброса в него загрязняющих веществ
Контроль загрязнения водных объектов только по физическим и химическим показателям, а также бактериологическая оценка поверхностных вод (даже при наличии экологически обоснованных норм содержания загрязняющих веществ и микрофлоры) в природных средах оказываются недостаточными. Основным нормативным требованием к качеству воды является соблюдение установленных предельно допустимых концентраций Предельно допустимые концентрации в воде -- это такие нормативные показатели, при которых исключается неблагоприятное влияние каких-либо веществ,на организм человека и которые ограничивают хозяйственно-

Рис. 3.2. Схема расположения контрольных точек на реке

Рис. 3.3. Схема расположения контрольных точек в непроточном водоеме

питьевое, культурно-бытовое и другие виды водопользования. Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать нормативам в створе реки или в радиусе 1 км от пункта водопользования для непроточных водоемов (рис. 3.2, 3.3).
Предельно допустимые концентрации веществ для различных категорий водопользования различны. Например, присутствие хлорор- ганических соединений (ДДТ, гексахлоран) в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах допускается в концентрациях 0,02 и 0,1 мг/л соответственно, а в воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается.
Исходя из того, что отдельные вещества оказывают неблагоприятные воздействия на организм лишь при попадании внутрь, а другие представляют опасность даже при контактном воздействии, для практики приняты различные ограничения. Например, санитарные ограничения регламентируют возможности купания и умывания при наличии одних веществ, в то время как санитарно-гигиенические ограничения лимитируют использование воды для питья и приготовления пищи при наличии в ней других веществ. Поэтому ПДК разных веществ различаются лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). При этом выделяют: органолептический ЛПВ, изменяющий органолептические свойства воды (цвет, запах, вкус); общесанитарный ЛПВ, влияющий на общесанитарное состояние водоема, в частности, на скорость протекания процессов самоочищения; токсикологический ЛПВ, влияющий на организм человека и обитающих в воде животных..
Для водных объектов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения в основу приоритетности нормирования положены преимущественно токсикологический, общесанитарный и органолептический лимиты, а для водных объектов рыбохозяйственного назначения - в основном токсикологический и отчасти органолептический .
При питьевом и рекреационном назначении вода нормируется по 11 основным показателям. При этом ПДК установлено более чем для 1200 ядовитых веществ.
Вода, используемая для рыбохозяйственных целей, нормируется по 8 основным показателям . При этом ПДК разработано почти для 1000 веществ.
При наличии нескольких веществ, относящихся к одной группе лимитирующего показателя вредности, содержание загрязняющего вещества должно соответствовать условию

где С, - средняя концентрация г-го вещества в воде водного объекта; ПДК,- - предельно допустимая концентрация того же вещества; т - общее количество веществ данной группы ЛПВ, находящихся в воде исследуемого водного объекта.
В табл. 3.3 приведены значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения .

-" " I " ¦ ¦ - -
Таблица 3 3

Вещество	ПДК, мг/л, в	Вещество	ПДК, мг/л, в
	водных объектах		водных объектах
	хозяйственно*		хозяйственно-
	питьевого		питьевого
	назначения		назначения
Медь, никель, цинк	0,1	Железо	0,3
Аммиак	2,0	Нефть высокосернистая	0,1
Хлор активный	0,0	Нефть прочая	0,3
Капролактам	1,0	Фенол	0.001
Тетраэтилсвинец	0,0	Дихлорфенол	0,002
Свинец	0,03	Хлорофос	0,05
Бензол	0,5	Сероуглерод	1,0
Анилин	0,1	Нафтеновые кислоты	0,3
Гексахлорбензол	0,05	ДДТ (пестицид)	0,2
Нитраты по азоту	45,0

Качество воды оценивается не только по присутствию в ней токсичных или дурно пахнущих веществ, но и по изменениям физикохимических показателей и свойств воды. В табл. 3.4 приведены общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм .
Таблица 3 4

Показатели состава и свойств воды водоема	Требования и нормативы
Взвешенные вещества	Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше чем на 0.25 мг/л
Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться плава ющие пленки, пятна масел и скопление других примесеи
Запахи и привкусы	Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 1 балла
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике 20 см
Температура	Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на З"С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет
Реакция pH	6,5 8,5
Минеральный состав	Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, хлоридов 350 мг/л, сульфатов 500 мг/л
Растворенный кислород	Не менее 4 мг/л
ВПК при 20°С	Не более 3 мг/л
хпк	Не более 15 мг/л

Наряду с общими требованиями к составу и свойствам воды разработаны и внедрены в практику специальные требования, например, к качеству водных объектов, предназначенных для купания и спорта (табл. 3.5), которые узаконены ГОСТ 17.15.02-80 «Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов».
Таблица 35

С целью защиты прибрежных вод морей установлены зоны санитарной охраны вод: зона водопользования, распространяющаяся на расстояние 2 морские мили от берега (1 морская миля = 1852 м) и используемая для купания, спорта и отдыха; зона водопользования, распространяющаяся на 5 морских миль.
Основные требования к качеству воды в прибрежной зоне приведены в табл 3.6.
Таблица 3 6

Показатели качества	Требования и нормативы
воды в прибрежной зоне	Зона водопользования	Зона санитарной охраны
/>Плавающие примеси	Не должны обнаруживаться необычные для морских
	вод плавающие	примеси
	на поверхности и в поверхностном слое глубиной 30 см	на поверхности воды
Привкус и запах	Интенсивность необычных для морской воды запахов
	не должна превышать порога восприятия (2 балла)
Прозрачность	Не менее 30 см
Окраска	Не наблюдается в столбике 10 см	Не нормируется
Биохимическая потребность в кислороде (БПК5)	Не более 3.0 мг/л
Возбудители заболеваний	Вода не должна содержать возбудителей заболеваний	Не нормируется
Кишечные палочки	Не более 1000 бактерий/л	Определяется условиями спуска сточных вод

Особое внимание при оценке качества воды уделяется таким показателям, как интенсивность запахов (табл. 3.7) и вкусовой порог минеральных веществ (табл. 3.8).
Таблица 3 7

Таблица 3 8

Химическое вещество	Граница ощушае-1 мости, мг/л	Граница вкусовой пригодности, мг/л	Химическое вещество	Граница ощущае- мости, мг/л	Граница вкусовой пригодности мг/л
NaCl	495	660	MgS04	615	750
KCI		525	FeS04	4,8
СаС12	550	625	MnS04	15,7
MgCl2	400	535	NaN03	205	345
МпС)2	3,5		KNOj	325	410
CaS04	140	500	Ca(N03)2	330
Na2S04	450		NaHCO.j	480

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах или является составной частью выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.

Запрещается сброс сточных вод в границах зон санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон и в некоторых других случаях.

Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

Водопользование бывает следующих видов.

• 1. Хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование (СанПиН 2.1.5.980–00 "Гигиенические требования к охране поверхностных вод") делится на две категории:
  • I категория водопользования – водные объекты, используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;
  • II категория водопользования – водные объекты, используемые для купания, занятия спортом и отдыха населения.
• 2. Рыбохозяйственное водопользование. К водным объектам рыбохозяйственного значения относятся водные объекты, которые используются или могут быть использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов (ГОСТ 17.1.2.04–77 "Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов"). Выделяют три категории рыбохозяйственного водопользования:
  • высшая категория – места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов;
  • I категория – водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
  • II категория – водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают:

• общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в зависимости от вида водопользования;
• перечень предельно допустимых концентраций нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования.

В расчетном створе вода должна удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используется пдк.

Все вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ), под которым понимают наибольшее отрицательное влияние, оказываемое данными веществами. Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический.

Для рыбохозяйственных водоемов используют пять видов ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический, токсикологический и рыбохозяйственный.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными ; вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными.

Условия сброса сточных вод в поверхностные водные объекты и порядок расчета нормативов допустимого сброса веществ, содержащихся в сбрасываемых сточных водах, регламентируются "Методикой расчета нормативов допустимых сбросов (НДС) веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей", разработанной в соответствии с Федеральным законом от 10.01.2002 №7-ФЗ "Об охране окружающей среды" и Водным кодексом РФ и основанной на постановлениях Правительства РФ от 30.12.2006 №881 "О порядке утверждения нормативов допустимого воздействия на водные объекты" и от 23.07.2007 №469 "О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей" (принята в 2007 г.). Величины нормативов допустимых сбросов разрабатываются и утверждаются на период пять лет для действующих и проектируемых организаций водопользователей. Разработка величин НДС осуществляется как организацией-водопользователем, так и по поручению проектной или научно-исследовательской организации.

Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей по формуле

где q CT – максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч; СНДС – допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м3.

Величина допустимой концентрации загрязняющего вещества для консервативного вещества, по которому ассимилирующая способность водоема обусловливается только разбавлением, определяется по формуле

где Спдк – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3; Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3; п – кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.

Представим ситуацию, когда промышленное предприятие сбрасывает сточные воды после технологического процесса (рис. 8.1).

Рис. 8.1.

0–0 – нулевой створ; I–I – расчетный створ; ПП – промышленное предприятие; ОС – очистное сооружение

Створ – условное сечение водоема или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Контрольный створ – это поперечное сечение потока, в котором контролируется качество воды.

Фоновый створ – контрольный пункт, расположенный выше по течению от сброса загрязняющих веществ.

Для водоемов питьевых, хозяйственно-бытовых целей нормативы качества вод или их природный состав и свойства выдерживаются на водотоках, начиная со створа, расположенного выше ближайшего по течению пункта водопользования на 1 км (водозабор для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, места купания, организованного отдыха и населенного пункта).

Для водоемов рыбохозяйственного назначения нормативы качества поверхностных вод или их природный состав и свойства соблюдаются на протяжении всего участка водопользования, начиная с контрольного створа, но не далее 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (места добычи полезных ископаемых).

В случае одновременного использования водного объекта или его участка для различных нужд для состава и свойств его вод принимаются наиболее жесткие нормы качества воды из числа установленных. Ситуационная схема для разных видов водопользования показана на рис. 8.2.

Рис. 8.2.

а – культурно-бытового (М – населенный пункт); б – рыбохозяйственного водопользования

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

где – концентрация i -го вещества в расчетном створе при условии одновременного присутствия 2-веществ, относящихся к одному и тому же лимитирующему показателю вредности; – количество веществ с одинаковым ЛПВ; – предельно допустимая концентрация z-вещества.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление.

Разбавление сточных вод – это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных под с полной средой, в которую они выпускаются.

Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления п, которая равна отношению суммы расходов сточной воды q CT и окружающей водной среды Q к расходу сточной воды:

или отношением избыточных концентраций загрязнений в месте выпуска к аналогичным концентрациям в рассматриваемом сечении водотока (общее разбавление на участке):

где С СТ – концентрация загрязняющих веществ в сточной воде, г/м3; Сф – концентрация загрязняющих веществ в водоемах до выпуска сточных вод, г/м3; С – концентрация загрязняющих веществ сточной воды в рассматриваемом сечении водотока после выпуска сточных вод, г/м3.

Процесс разбавления сточных вод происходит в две стадии – начальное и основное разбавление. Общая кратность разбавления представляется в виде произведения:

где п н – кратность начального разбавления, п 0 – кратность основного разбавления.

Кратность начального разбавления определяется по методу Η. Н. Лапшева для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/с или при соотношении , где vср и vст – средние скорости речных и сточных вод.

При меньших скоростях истечения из выпуска расчет начального разбавления не производится.

Кратность основного разбавления п 0 в водотоке у расчетного створа определяется по методу В. А. Фролова и И. Д. Родзиллера по формуле

где γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды реки участвует в разбавлении сточных вод; q cr – максимальный расход сточных вод, м3/с; Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, м3/с.

Распространение примесей происходит в направлении господствующих течений, и в этом же направлении кратность разбавления имеет тенденцию к увеличению. Так, в начальном сечении (в месте выпуска) кратность разбавления п н= 1 (Q = 0 или С = С ст), а затем по мере увеличения расходов жидкости концентрация примеси снижается, а кратность разбавления растет. В пределе, когда в процесс перемешивания вовлекаются все возможные для данного водного объекта расходы воды, наступает полное перемешивание. В условиях полного перемешивания концентрация загрязняющих веществ стремится к фоновой, т.е. С → Сф.

Участок водоема или водотока от места выпуска сточных вод до сечения, где произойдет их полное перемешивание, условно разделяют на три зоны (рис. 8.3):

• зона I – начальное разбавление. Здесь процесс разбавления происходит за счет увлечения жидкости водоема турбулентным потоком струи сточной воды, истекающей из выпускных устройств. В конце первой зоны разность скоростей струйного потока и окружающей среды становится незначительной;
• зона II – основное разбавление. Степень разбавления в этой зоне определяется интенсивностью турбулентного перемешивания;
• зона III – в этой зоне разбавления сточной воды практически пет. Снижение концентраций загрязняющих веществ происходит в основном за счет процессов самоочищения воды.

Рис. 8.3.

Таким образом можно определить концентрацию загрязняющих веществ для максимально загрязненной струи потока реки без уточнения расположения этой струи, ее формы и размеры по следующей формуле на основании метода В. А. Фролова и И. Д. Родзиллера:

где – коэффициент, характеризующий гидравлические условия смещения; ψ – коэффициент, характеризующий месторасположения выпуска сточных вод (для берегового выпуска ψ = 1, для выпуска в сечении русла ψ = 1,5); – коэффициент извилистости русла; L – длина русла от сечения выпуска до расчетного створа; L„ – расстояние между этими же параллельными сечениями в нормальном направлении; D Т – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формуле А. В. Караушева:

где g – ускорение силы тяжести; Я – средняя глубина русла по длине смешения; ωx. – средняя по сечению русла скорость течения реки на удалении х от места выпуска сточных вод; М – функция коэффициента Шези; Сш – коэффициент Шези.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения – обезвреживающей способностью водного объекта.

Для решения задачи разбавления сточной воды в водотоке или в водоеме надо определить концентрацию одного или нескольких загрязняющих веществ в любой точке локальной зоны водного объекта, подверженной влиянию сточных вод. Для этого нужно;

• 1) установить картину распространения загрязняющих веществ в водотоке под влиянием сброса сточных вод с учетом гидродинамических факторов;
• 2) выявить влияние естественных факторов на процесс разбавления с целью наилучшего использования местных условий для его регулирования;
• 3) определить возможность применения искусственных мероприятий для интенсификации разбавления сточных вод.

Разбавление сточных вод в водотоках определяется комплексным влиянием следующих трех процессов:

• распределения сточных вод в начальном сечении водотока, которое зависит от конструкции выпускного сооружения;
• начального разбавления сточных вол, протекающего под действием турбулентных струй;
• основного разбавления сточных вод, определяющегося гидродинамическими процессами водоемов и водотоков.

Все факторы и условия, характеризующие процесс разбавления, можно разделить на две группы:

• первая группа – конструктивные и технологические особенности выпуска сточных вод (конструкция выпускного сооружения; число, форма и размеры выпускных отверстий; расход и скорость выпускаемых сточных вод; технология и санитарные показатели сточных вод (физические свойства, концентрация загрязняющих веществ и др.);
• вторая группа – гидрометеорологические особенности водоемов и водотоков (характер движения водных масс; причины, вызывающие эти движения (сток, ветер, температура, плотность и т.д.; морфологические характеристики русла водотока или ложа водоема; степень проточности водоема; состав и свойства водной среды).

Например, из факторов первой группы установлено, что разбавление протекает более интенсивно при рассеивающих выпусках. Из физических свойств сточной воды наибольшее влияние на разбавление оказывают начальная плотность и температура, причем не их абсолютные значения, а разность между параметрами сточной воды и окружающей водной среды.

Из факторов второй группы существенное значение имеют вторичные течения, которые есть, например, на повороте русла, когда потоки движутся не только в основном, но и в обратном направлении.

Проведем расчет концентрации в произвольном створе (Ср). Уравнение материального баланса, которое применимо к потоку сточных вод

где qст – расход сточных вод, м3/с; Q – расход воды в реке, м3/с; С СТ – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л; С ф – фоновая концентрация того же вещества в реке выше места сброса, мг/л; С к.ст – концентрация загрязняющего вещества в контрольном створе, мг/л; γ – коэффициент смешения.

Отсюда следует, что

(8.18)

При проектировании и реконструкции промышленных предприятий, расположенных вблизи рек, в первую очередь необходимо оценить возможность сброса производственных сточных вод в реку. Наибольшее распространение получил метод В. А. Фролова – И. Д. Родзиллера. Этот метод применим для больших и средних водотоков и может быть использован при условии

Метод основан на решении дифференциального уравнения турбулентной диффузии при следующих допущениях: речной поток считается безграничным, начальное разбавление отсутствует, выпуск сточных вод – сосредоточенный. Следует отметить, что для рек зона начального разбавления значительно короче, чем для озер и водохранилищ, поэтому в большинстве методик расчета разбавления сточных вод в реках начальное разбавление не учитывают. Этим методом определяют концентрацию загрязняющих веществ для максимально загрязненной струи потока реки без уточнения расположения этой струи, ее формы и размеров.

В соответствии с методом В. А. Фролова – И. Д. Родзиллера коэффициент смешения, характеризующий долю расхода воды в реке, которая смешивается со сточными водами, определяется по формуле

где Q – среднемесячный расход воды водотока 95%-ной обеспеченности, м3/с; q – максимальный расход сточных вод, подлежащих сбросу в водоток, м3/с; Ζ,ψ – расстояние по фарватеру водотока от места выпуска до контрольного створа (фарватер – наиболее глубокая полоса данного водного пространства), м; а – коэффициент, зависящий от гидравлических условий потока:

где ξ – коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток: при выпуске в фарватер ξ = 1,5; φ – коэффициент извилистости водотока, т.е. отношение расстояния между рассматриваемыми створами водотока по фарватеру к расстоянию по прямой; D c – коэффициент турбулентной диффузии.

На рис. 8.4 приведена схема участка реки, где осуществляется смешение сточных вод с водой водоема.

Рис. 8.4.

Lпр – расстояние по прямой; Lф – расстояние по фарватеру

Для равнинных рек и упрощенных расчетов коэффициент турбулентной диффузии находят по формуле М. В. Потапова:

где vср – средняя скорость течения водотока на интересующем нас участке между нулевым и расчетным створами, м/с; Н ср – средняя глубина на этом участке, м.

Коэффициент турбулентной диффузии для детальных расчетов определяется по формуле А. В. Караушева:

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

– средняя скорость течения водотока на участке, м/с; Н ср – средняя глубина на рассматриваемом участке, м; С ш – коэффициент Шези, м0,5/с.

Величина Мш определяется по формуле

(8.23)

Произведение М ш С ш имеет размерность м/с2.

Применительно к методу В. А. Фролова – И. Д. Родзиллера для летнего периода времени коэффициент турбулентной диффузии рассчитывают по формуле

где п ш – коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по табл. 8.4 (по Μ. Ф. Срибному).

Таблица 8.4

Коэффициенты шероховатости ложа реки

Характеристика русла	Коэффициент шероховатости
Естественные русла в весьма благоприятных условиях (чистое, прямое, не засоренное, земляное со сводным течением)
Русла постоянных водотоков равнинного типа, преимущественно больших и средних рек, в благоприятных условиях ложа и течения реки, периодические водотоки (большие и малые) при очень хорошем состоянии поверхности и формы ложа
Сравнительно чистые русла постоянных равнинных водотоков в обычных условиях, извилистые, с некоторыми неправильностями в направлении струи или же прямые, но с неправильностями в рельефе дна (отмели, промоины, местами камни). Земляные русла периодических водотоков в относительно благоприятных условиях
Русла больших и средних рек, значительно засоренные, извилистые и частично засоренные, каменистые, с неспокойным течением. Периодические (ливневые и весенние) водотоки с крупногалечным или покрытым растительностью ложем. Поймы больших и средних рек, сравнительно разработанные, покрытые растительностью (травы, кустарники)
Русла периодических водотоков, сильно засоренные и извилистые. Сравнительно заросшие, неровные, плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарники, деревья с наличием заводей). Галечно-валунные русла горного типа с неправильной поверхностью водного зеркала. Порожистые участки равнинных рек
Русла со слабым течением и поймы, значительно заросшие, с большими глубокими промоинами. Валунные, горного типа русла с неправильной поверхностью водного зеркала (с летящими вверх брызгами воды)
Русла горно-водопадного тина с крупновалунным и извилистым строением ложа, перепады ярко выражены, извилистость весьма сильная. Поймы значительно заросшие, но с резко выраженным косоструйным течением, заводями и др.
Русла болотного типа (заросли, кочки, во многих местах почти стоячая вода и др.). Поймы с очень большими мертвыми пространствами, с местными углублениями (озерами и др.)

Коэффициент Шези (Сш) находится по формуле Η. Н. Павловского (при Нср ≤ 5 м)

где R – гидравлический радиус потока, м (R = Нср); у П – показатель степени.

Показатель степени определяем по формуле

В случае проведения расчетов в зимний период (период ледостава) в формулы (8.24–8.26) вместо глубины потока Н ср вводится значение 0,5Hср, а вместо коэффициента шероховатости ложа п ш – его приведенное значение nшпр:

(8.27)

где п л – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда, по Π. Н. Белоконю (табл. 8.5).

Таблица 8.5

Значение коэффициента шероховатости нижней поверхности льда для периода ледостава

Метол В. А. Фролова – И. Д. Родзиллера достаточно прост в применении и позволяет получить достоверное представление о потенциально возможном разбавлении сточных вод в стационарных, максимально неблагоприятных условиях, что и определяет целесообразность его использования для расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных водах.

Расчет допустимой концентрации загрязняющего вещества в сточных водах проводится следующим образом. Допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточной воде (Сст.дк) должна иметь такое значение, чтобы в контрольном створе выполнялось требование С к ст < ПДК. В уравнении материального баланса (8.17) зададим предельную величину С к.ст, т.е. С к.ст = СПДК. Учитывая, что кратность разбавления п связана с коэффициентом смешения γ следующим соотношением:

Допустимая концентрация вещества в сточных водах Сст.дк с учетом неконсервативности загрязняющего вещества рассчитывается по формуле

где t – продолжительность пробега воды от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут; kc – коэффициент неконсервативности, 1/сут (табл. 8.6).

Таблица 8.6

Коэффициенты неконсервативности (скорости разрушения) некоторых веществ

Наименование вещества	k, 1/сут, при температуре воды, °С
Аммиак, ион аммония*
Нефтепродукты
Формальдегид

* По азоту. ** В неорганических соединениях.

Когда , дополнительных мер по очистке сточных нод перед сбросом в водоем не требуется. В иной ситуации необходимую степень очистки сточных вод (Э, %) можно рассчитать по формуле

(8.31)

Необходимая степень очистки сточных вод говорит о том, на сколько процентов необходимо снизить концентрацию загрязнения в процессе очистки сточных вод для обеспечения норм качества воды в приемнике сточных вод.

Зная допустимую концентрацию загрязняющего вещества (СНДС), можно рассчитать нормативно допустимый сброс.

Проведем расчет необходимой степени очистки сточных вод. При выпуске сточных вод в водные объекты необходимо, чтобы вода водного объекта в расчетном створе удовлетворяла санитарным требованиям в соответствии с неравенством (8.12).

Для достижения данного условия необходимо заранее рассчитать предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, с которыми эта вода может быть сброшена в водный объект.

Основные виды расчетов таковы:

• 1) расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ;
• 2) расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворенного кислорода;
• 3) расчет необходимой степени очистки сточных вод по БПКполн смеси воды водного объекта и сточных вод;
• 4) расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты;
• 5) расчет необходимой степени очистки сточных вод но вредным веществам.

Рассмотрим расчет необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ. Концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (Соч), разрешенной к сбросу в водный объект, определяют из выражения

(8.32)

где Сф – концентрация взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л; Р – разрешенное санитарными нормами увеличение содержания взвешенных веществ в воде водного объекта в расчетном створе.

Рассчитав необходимую концентрацию взвешенных веществ в очищенной сточной воде (Соч) и зная концентрацию взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на очистку (ССТ), определяют потребную эффективность очистки сточных вод по взвешенным веществам по формуле

(8.33)

А теперь проведем расчет допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты. Расчет ведут исходя из условий, что температура воды водного объекта не должна повышаться более величины, оговоренной СанПиН 2.1.5.980–00 "Санитарные правила и нормы" в зависимости от вида водопользования.

Температура сточных вод, разрешенных к сбросу, должна удовлетворять условию:

где Тдоп – допустимое повышение температуры; Т в – температура водного объекта до места сброса сточных вод.

Пример 8.1

Определение кратности разбавления сточных вод в расчетном створе. Планируется сбрасывать в водоток сточные воды промышленного предприятия с максимальным расходом q = 1,7 м3/с. Ниже по течению от планируемого берегового выпуска сточных вод на расстоянии 3,0 км находится поселок М., использующий воду водотока для купания и отдыха. Водоток, по данным Росгидромета, характеризуется на этом участке следующими показателями:

• среднемесячный расход водотока 95%-ной обеспеченности Q = 37 м3/с;
• средняя глубина 1,3 м;
• средняя скорость течения 1,2 м/с;
• коэффициент Шези на этом участке С = 29 м 1/2/с;
• извилистость русла слабо выражена.

Надо определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе. Выпуск сточных вод – береговой.

Решение. Так как водоток используется как водный объект второй категории, предназначенный для культурно-бытового водопользования, то расчетный створ устанавливается за 1000 м до границы поселка, где вода должна отвечать требованиям для данного вида водопользования.

В этом случае расстояние, принимаемое для расчета длины участка разбавления,

Определим коэффициент турбулентной диффузии по следующему выражению:

Так как 10 < С < 60, то

Поскольку выпуск береговой, а извилистость русла слабо выражена, то определим а следующим образом:

Для упрощения вычисления коэффициента смешения предварительно вычислим β:

Кратность разбавления сточных вод промышленного предприятия в расчетном створе согласно выражению (8.16) составит

Вода - является более жестко локализованным в пространстве природным телом, всегда ограниченное в водоемах их берегами и дном.

Важнейшей водоохранной задачей в условиях промышлен­ной и хозяйственной деятельности общества, а также с учетом того, что целенаправленное или случайное отведение жидких «отходов» в водные объекты практически неизбежно, является установление допустимых нагрузок на них при водопользовании и водопотреблении.

Водопользование - это использование воды без изъ­ятия ее из мест естественной локализации. Основными водопользователями являются рыбное хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт.

Водопотребление - это использование воды, связан­ное с изъятием ее из мест локализации с частичным или полным безвозвратным расходованием или с возвращением в ис­точники водозабора в измененном (загрязненном) состоянии, т.е. с примесями. Основными водопотребителями является сельское хозяйство, промышленные производства, культурно-бытовое хозяй­ство.

Степень предельно допустимого загрязнения воды в водном объекте, зависящая от его физических особенностей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается как предельно допустимая нагрузка ПДН. Но поскольку использование воды связано с изъятием ее из водоема и угрозой истощения этого объекта, разрушением экосистемы, а также с использованием для целей купания, рыбной ловли, отдыха на воде, то ограничение нагрузки только с точки зрения поступления в воду загрязняющих веществ оказываете недостаточным. В настоящее время разрабатывается норматив предельно допустимой экологической нагрузки на водные экосистемы ПДЭН.

В общем случае допустимая нагрузка на водоем (при его загрязнении) определяется как разность между установленной нормативной нагрузкой, т.е. возможностью сброса С норм и уже существующей, т.е. фактической нагрузкой С факт:

С доп = С норм - С факт (5.8)

Согласно действующим в России «Правилам охраны поверхностных вод. Типовые положения» (1991), данный водный объект считается загрязненным, если показатели состава и свойства воды в нем изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением и стали частично или полностью непригодными хотя бы для одного из видов водопользования. Если же примеси присутствуют в воде в пределах нормативов, то водный объект загрязненным не считается.

Следовательно загрязненность воды - не абсолютное понятие: оно относится только к вполне определенному месту или зоне водного объекта и к конкретному виду водопользования. Поэтому водный объект вне места водопользования не считается загрязненным, даже если его экосистема полностью разрушена вследствие сброса вредных веществ.

Под загрязненностью водного объекта понимают такое его состояние в официально установленном месте использования воды, при котором наблюдается уклонение от нормы в сторону увеличения содержания тех или иных нормируемых компонентов. Отсюда загрязняющим воду веществом считается не любая примесь и не в любом количестве, а лишь избыточ­ная, которая приводит к нарушению нормативов качества воды.

Основным нормативным требованием к качеству воды в вод­ном объекте является соблюдение установленных предельно допустимых концентрации.

Предельно допустимая концентрация примеси в воде вод­ного объекта (реке, озере, море, подземных водах) - это такой нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на организм человека и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно-питьевого, куль­турно-бытового и других видов водопользования.

ПДК вредных веществ в водном объекте - это такая концентрация, при превышении которой вода стано­вится непригодной для одного или нескольких видов водопользования (ГОСТ 17403 – 72).

Как и для примесей в атмосферном воздухе, для веществ, загрязняющих воду, установлено раздельное нормирование качества воды, принцип разделения связан с приоритетным назначением водного объекта, т.е. с категориями водопользования (рис. 5.1).

К качеству воды каждой категории водопользования предъявляются различные требования: в одних случаях более, в других - менее жесткие. Например, присутствие хлорорганических ядохимикатов (ДДТ, гексахлоран) в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах допускается в весьма ограниченных количествах: концентрации соответственно 0,02 и 0,1 мг/л. в воде рыбохозяйственнных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается. Некоторые вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны, кроме того, и при контактном воздействии.

Некоторые вещества являются вредными в сравнительно вы­соких концентрациях именно при контактном воздействии или при воздействии на органы чувств, и поэтому их ПДК в водных объектах первой категории имеют высокие значения с общесанитарной точки зрения. Однако в водных объектах второй ка­тегории они оказываются токсичными для ихтиофауны (рыб), и здесь на первое место выдвигается их токсическое действие. Соответственно ПДК на эти вещества ужесточаются. Например, если в водных объектах первой категории ПДК для ам­миака (по азоту) составляет 2 мг/л, то для второй категории - она в 40 раз ниже. Есть вещества малоядовитые, но обладаю­щие резким стойким запахом, например нефтепродукты. В вод­ных объектах первой категории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основе ограничения - органолептические свойства воды, загрязненной этими продуктами (ПДК = 0,3 мг/л). Однако ткани рыб, обитающих в водоемах рыбохозяйственного назначения, приобретают резкий запах, а кроме того, нефть губительна для икры, личинок, молоди рыб. Поэто­му в рыбохозяйственных водных объектах присутствие нефти лимитируется прежде всего по рыбохозяйственному показателю и ПДК снижается до 0,05 мг/л.

Для обеспечения чистоты водных объектов одновременно с ПДК используется другой ограничительный норматив: лимитирующий показатель вредности, не имеющий количественной характеристики, а отражающий приоритетность требований к качеству воды в тех случаях, когда водный объект имеет полифункциональное назначение. В водных объектах культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения в основу приоритетности нормирования положены преимуществен­но санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический лимиты, а в рыбохозяиственных - в основном токсикологический и отчасти органолептический.

Нормирование загрязняющих веществ в воде учитывает три главных критерия:

1. влияние вещества на общий санитарный режим водного объ­екта;

2. влияние на органолептические свойства воды;

3. влияние на здоровье населения.

Первый критерий связан с влиянием загрязняющих веществ на процессы самоочищения воды от органических загрязнений в сточных водах. Определяется какое коли­чество кислорода необходимо для окисления органики и развития водной микрофлоры. Критериальной характеристикой воды в этом случае является биохимическое потребление кислорода БПК (БПК-количество О 2 , израсходованное в определенный промежуток времени на собственно биохимическое окисление (разложение) нестойких органических соединений в исследуемой воде).

Пороговые значения второго критерия устанавливаются на группах людей-добровольцев, отобранных по способности к восприятию запахов. Порог запахового ощущения для самых чув­ствительных индивидуумов принимается в качестве ПДК в для данного вещества.

Более сложно исследовать влияние вредных веществ на здоровье людей. Для этого проводятся санитарно-токсикологические исследования с целью установления макси­мальной недействующей дозы (концентрации) вещества (МНК).

Загрязнение воды связано не только с присутствием в ней токсичных или дурнопахнущих веществ, но и с изменением ряда других физико-химических показателей. В водных экосистемах имеют значение режимы таких экологических факторов, как содержание взвешенных веществ, минеральный состав, растворенный кислород, температура, рН и др. (табл 5.3).

Некоторые общие требования к составу и свойствам воды

При решении вопроса об отведении сточных вод в водный объект и о мерах по его охране от загрязнения следует исходить из степени его загрязненности и водности. Для оценки допустимой степени сни- жения качества поверхностных вод служат требования к составу и свойствам воды и предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ в воде водных объектов в соответствии с видом водопользования (питьевого, культурно-бытового, рыбохозяйственного и др.). Водные объекты следует считать загрязненными, если в расчетном пункте (створе) не соблюдаются установленные для данного вида водопользо- вания требования к составу и свойствам воды и нормативы ПДК, при- веденные в “Санитарных правилах и нормах охраны поверхностных вод от загрязнения” (СПиН № 4630-88, именуемые в дальнейшем Пра- вилами).

В Правилах рассматриваются нормативы качества воды для вод- ных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо- пользования, требования к охране вод при различных видах хозяйст- венной деятельности, к условиям отведения сточных вод в водные объ- екты, к размещению, проектированию, реконструкции предприятий и эксплуатации объектов, влияющих на состояние поверхностных вод. В

Правилах приводятся гигиенические требования к составу и свойствам воды в пунктах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо- пользования, а также ПДК и ОДУ (ориентировочно-допустимые уров- ни) для 1345 химических веществ и класс их опасности по четырем классам: чрезвычайно опасные, высокоопасные, опасные и умеренно опасные.

Правила устанавливают нормативы качества воды для водо- емов по двум категориям водопользования. К первой относятся ис- пользование водного объекта в качестве источника централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко второй - использование водного объекта для культурно-бытовых целей населения, рекреации, спорта, а также водных объектов, расположен- ных в черте населенных пунктов. Вид водопользования определяется органами санитарно-эпидемиологической службы.

Для каждого из двух видов водопользования правилами установ- лены гигиенические требования к составу и свойствам водных объек- тов. В случае одновременного использования воды водного объекта для различных нужд народного хозяйства следует исходить из более жестких требований в ряду одновременных нормативов качества воды. Загрязняющие вещества подразделяются на три группы по лими- тирующему показателю вредности (ЛПВ), соответственно характеру их воздействия на организм человека и внутриводоемные биологические процессы: общесанитарный, санитарно-токсикологический и органо-

лептический показатели.

Пригодность источника для водоснабжения определяется на ос- новании данных его санитарного обследования с учетом результатов гидрогеологических, гидрологических и топографических изысканий. Вода источников водоснабжения должна соответствовать СПиН 2.1.4.559-96 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству во- ды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль ка- чества”, а также ГОСТ 17.1.03-87 “Правила выбора и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабже- ния”. В этой воде не должно быть нежелательных примесей, которые не могут быть удалены методами обработки, а концентрация загрязне- ний должна соответствовать эффективности применяемых методов очистки. Требования к качеству воды для купания и спорта нормирует ГОСТ 17.1.5.02-80 “Гигиенические требования к зонам рекреации вод- ных объектов”.

Для водоемов рыбохозяйственного назначения устанавливаются два вида водопользования: для сохранения и воспроизводства ценных

видов рыб и для всех других рыбохозяйственных целей. Вид рыбохо- зяйственного использования водного объекта определяется государст- венными органами рыбоохраны.

Состав и свойства воды водоемов должны соответствовать нор- мативам в створе, расположенном на проточном водоеме на 1 км выше ближайщего по течению пункта водозабора, а на непроточных водо- емах - в радиусе 1 км от пункта водопользования.

Основные требования к качеству воды водоемов, используемых для различных целей, приведены в таблице 11.2.

В воде также не должны содержаться возбудители заболева- ний, ядовитые вещества, оказывающие прямо или косвенно вредное воздействие на рыб и водные организмы, а также химические вещества в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ.

Запрещается сбрасывать в водные объекты вещества, для ко- торых не установлены ПДК или ОДУ, а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля; неочищенные или не- достаточно очищенные производственные, хозяйственно-бытовые сто- ки и поверхностный сток с территории промплощадок и населенных мест. Запрещается сброс сточных вод, содержащих радионуклиды, концентрированные кубовые остатки, осадки, пульпы, нефтепродукты, запрещается молевой сплав леса. Запрещается сброс сточных вод в водные объекты в черте населенных пунктов.

Таблица 11.2

Требования к качеству воды водоемов

Температура	Летняя температура воды в результа- те спуска сточных вод не должна по- вы-шаться более чем на 3 оС по срав- нению со среднемесячной температу- рой самого жаркого месяца за по- следние 10 лет	Температура не должна повышать- ся более чем на 5 оС по сравнению с естественной тем- пературой воды
Реакция рН	6,5-8,5	6,5-8,5	6,5-8,5
Минеральный	Не должен превы-
состав	шать по сухому остатку - 1000	––	––
	мг/л, в том числе
	хлори-дов 350
	мг/л, суль-фатов
	500 мг/л
Растворенный кислород	Не менее 4,0 мг/л 4,0 мг/л 6,0 мг/л в любой период года в пробе, отобранной до 12 ч дня
Биохимическое потребление кислорода (БПКп)	Не более 3,0 мг/л	6,0 мг/л	3,0 мг/л
Химическое потребление кислорода (ХПК)	Не более 15,0 мг/л	30,0 мг/л	––

Основы нормирования в санитарной охране водоемов базируются на ПДК отдельных вредных веществ, практически же их в составе сточных вод содержатся как минимум несколько. Сумма концентраций всех веществ, выраженных в долях от соответствующих ПДК для каж- дого вещества в отдельности, не должна превышать единицы:

1 Ci пр.д

где Ci , Ci пр.д - соответственно концентрации и ПДК вредных веществ в водоеме.

Большое значение имеет правильная организация выпуска сточ- ных вод в водоемы, которая определяет процесс разбавления и даль- нейшее самоочищение, связанное со способностью водоемов к ликви- дации загрязняющих примесей и восстановление природных качеств воды.

При спуске в водный объект сточных вод, содержащих загряз- няющие вещества, качество воды в нем ухудшается. Концентрация этих веществ не остается постоянной, она изменяется вследствие раз- бавления, а также биологических, физико-химических и химических процессов.

Условия отведения сточных вод в водные объекты определяются с учетом:

· степени возможного смешения и разбавления сточных вод водой водного объекта;

· фонового качества воды водного объекта выше места рас- сматриваемого выпуска сточных вод;

· нормативов качества воды водных объектов применительно к виду водопользования.

При расчете качества воды водных объектов исходные данные можно подразделить на три группы: 1) гидрологические и гидравличе- ские характеристики водного объекта; 2) характеристика источника за- грязнения; 3) требования к качеству воды водного объекта в расчетных (или контрольных) пунктах водопользования.

На основании расчетов для каждого выпуска сточных вод и каж- дого загрязняющего вещества устанавливаются нормы предельно до- пустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты, соблюдение ко- торых должно обеспечить нормативное качество воды в расчетном створе в соответствии с требованиями к тому или иному виду водо- пользования.

Работа многих водохозяйственных объектов связана с потреблением воды. Вода используется в технологических и вспомогательных процессах. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.

Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты, при условии соблюдение гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

Все водные объекты подразделяются на два вида водопользования. Каждый вид водопользования разделен еще и на категории.

Первый вид водопользования – хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование, включает две категории:

I категория – водные объекты используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

II категория – водные объекты, используемые для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Второй вид – рыбохозяйственное водопользование, три категории.

I категория – водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;

II категория – водные объекты, используемые для других водохозяйственных целей.

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают:

- общие требования к составу и свойствам воды, водных объектов в зависимости от вида водопользования;

- перечень ПДК нормированных веществ в воде для различных видов водопользования.

В расчетном створе вода должна удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используется ПДК.

Все вредные вещества, для которых определены ПДК, подразделены по лимитирующим показателям вредности (ЛПВ). Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно бытового водопользования отвечают три ЛПВ: санитарно-токсикологический, рыбохозяйственный, общесанитарный, органолептический.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения составляют обезвреживающую способность водного объекта.

Представим ситуацию, когда ВХО сбрасывает сточные воды после технологического процесса.

При сбросе сточных вод в водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования расчетный створ должен устанавливаться на водотоках в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор, место купания, отдыха, территория населенного пункта и т.п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах – в одном километре в обе стороны от пункта водопользования.

При сбросе сточных вод в водные объекты рыбохозяйственного водопользования расчетный створ определяется администрацией района, но не далее чем в 500 м от сброса сточных вод.

При сбросе сточных вод в водные объекты санитарное состояние водного объекта в расчетном створе считается удовлетворительным, если соблюдается следующее условие:

где - концентрацияi-го вещества в расчетном створе при условии

одновременного присутствия Zвеществ, относящихся к одному и тому же ЛВП;

Z– количество веществ с одинаковым ЛВП;

- предельно допустимая концентрацияZвеществ.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты – разбавление.

В практике расчетов используют понятие – кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью:

где γ – коэффициент смешения, показывающий,

какая часть воды водотока участвует в разбавлении;

q– максимальный расход сточных вод, м 3 /с;

Q– расчетный минимальный расход воды водотока

в контрольном створе, м 3 /с.

При определении кратности разбавления сбрасываемых сточных вод водой водотока расчетный расход Qпринимается при следующих условиях:

Для незарегулированных водотоков – расчетный минимальный среднемесячный расход воды года 95-% обеспеченности;

Для зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный пропуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе;

Расчетный расход может быть получен в установленном порядке в органах Роскомгидромета.

Наименование фактора	Степень воздействия
	благоприятное	неагрессивное	слабоагрессивное	среднеагрессив.	сильноагрессивн.
Сточные воды	Если сточные воды физически не разрушают причальную набережную, а в их химическом составе содержатся вещества, позволяющие бетону набирать прочностные качества	По химическому воздействию аналогично воздействию вод акватории. Физически не оказывают разрушающего воздействия на конструкцию	По химическому воздействию аналогично воздействию вод акватории. Физически оказывают слабое разрушающее воздействия на конструкцию	По химическому воздействию аналогично воздействию вод акватории. Физически оказывают разрушающее воздействие на конструкцию, такое как вымывание грунта обратной засыпки	По химическому воздействию аналогично воздействию вод акватории. Физически оказывают сильно разрушающее воздействие на конструкцию, значительное вымывание грунта обратной засыпки, разрушение бетона и конструктивных элементов