Воздействие поверхностных (сточных) вод. Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах Нормирование качества вод

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

6.4.1. При отборе воды из поверхностных водных источников или сбросе в них сточных вод в составе подраздела следует привести наименование принятого источника водоснабжения и приемника сточных вод, указать категорию водопользования (хозяйственно-питьевая, техническое водоснабжение, культурно-бытовая), дать характеристику водного объекта по совокупности его количественных и качественных показателей применительно к видам водопользования.

Характеристика водного объекта, используемого для хозяйственно-питьевого водоснабжения, приводится в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.3.03-77, ГОСТ 2874-82; используемого для культурно-бытовых целей в соответствии с ГОСТ 17.1.5.02-80; используемого для рыбохозяйственных целей - в соответствии с ГОСТ 17.1.2.04-77.

6.4.2. Гидрологические характеристики поверхностных водных источников должны отражать:

Расходы расчетной обеспеченности рек, используемых для водоснабжения и водоотведения;

Тип регулирования, полный и полезный объем, отметку НПУ и УМО, для водохранилищ, прудов и озер;

Среднемноголетний расход в створах плотин для водохранилищ и прудов;

Условия ледостава водных объектов (время ледостава и освобождения от льда, мощность льда к концу зимнего периода).

6.4.3. Общие сведения о состоянии водотоков, используемых для водоснабжения (водоотведения) проектируемого объекта, следует приводить по форме таблицы 39, водохранилищ и прудов - по форме таблицы 40.

Таблица 39

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОТОКОВ

Таблица 40

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОХРАНИЛИЩ И ПРУДОВ

6.4.4. Гидрохимические характеристики водных источников должны отражать:

Химический состав вод поверхностных водных объектов и их пригодность для нужд водоснабжения;

Уровень загрязнения поверхностных вод;

Перечень основных загрязняющих веществ в водах рек и водоемов, класс опасности загрязняющих веществ и их концентрацию в зависимости от времени года;

Основные источники загрязнения поверхностных водных объектов.

6.4.5. Химический состав вод поверхностных водных объектов и их пригодность для питьевого и производственного водоснабжения определяют по данным органов надзора соответствующих бассейновых управлений водного хозяйства и составляют по форме таблицы 41.

Таблица 41

характеристика СОСТАВА И СВОЙСТВ ВОДЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

№ п/п	показатели	единица измерения	кол-во	примечание
1.	Биохимическое потребление кислорода (БПК)	мг О 2 /л
2.	Химическая потребность в кислороде (ХПК)	мг О 2 /л
3.	Взвешенные вещества	мг/л
4.	Водородный показатель (pH)	-
5.	Максимальная температура водного объекта	0 C
6.	Концентрация растворенного кислорода
после установления ледяного покрова	мг О 2 /л
летом	-"-
7.	Цветность (по шкале)	град.
8.	Запах	балл
9.	Общая минерализация	мг/л
10.	Жесткость общая	мг-экв/л
11.	Азот общий	мг/л
12.	Нитриты (по №)	мг/л
13.	Нитраты	мг/л
14.	Хлориды	мг/л
15.	Сульфаты	мг/л
16.	Нефтепродукты	мг/л
17.	Поверхностно-активные вещества и т.д.	мг/л

Примечание В необходимых случаях перечень показателей дополняется ингредиентами санитарно-токсикологического, общесанитарного и органолептического характера.

Качественная характеристика вод хозяйственно-питьевого назначения составляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2761-84.

6.4.6. В тех случаях, когда для водоснабжения проектируемого объекта используются подземные воды, а также при сбросе сточных вод в подземные поглощающие горизонты, в разрабатываемого подразделе должны быть приведены:

Данные об утвержденных эксплуатационных запасах подземных вод на рассматриваемой территории;

Заключение территориальных геологических управлений о возможности отбора подземных вод в требуемом объеме;

Основные сведения о водоносных горизонтах (глубина залегания, мощность, наличие перекрывающих и подстилающих водоупоров, их мощность, статические уровни);

Данные по эксплуатационному дебиту имеющихся скважин;

Химический состав подземных вод и их пригодность для водоснабжения объекта;

Обоснование необходимости сброса сточных вод в подземные поглощающие горизонты;

Глубина залегания поглощающих горизонтов, их мощность;

Наличие перекрывающих и подстилающих поглощающий горизонт водоупоров, их мощность;

Коэффициенты фильтрации, пьезопроводности поглощающего горизонта и водоупоров;

Результаты санитарно-бактериологических и других специальных исследований, подтверждающие санитарную надежность и безопасность сброса сточных вод в поглощающие горизонты, и отсутствие влияния сброса сточных вод на водоносные горизонты и поверхностные водные объекты, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

6.4.7. Общие гидрогеологические характеристики залегания подземных вод рассматриваемой территории составляют по форме таблицы 42.

6.4.8. Оценку уровня загрязнения водных источников с указанием перечня основных загрязняющих веществ в воде, класс их опасности и концентрацию в зависимости от времени года приводят по форме таблиц 43 и 44.

Таблица 42

общие ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Таблица 43

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Таблица 44

характеристика УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Примечание: степень загрязнения - отношение фактической концентрации ингредиента (мг/л) к ПДК.

6.4.9. В теплое время года в поверхностных водных объектах происходит интенсивное развитие фито и зоопланктона и меняется бактериологический состав воды, что приводит к существенным ограничениям или повышенным требованиям к качеству при использовании вод для нужд жилищно-бытового и производственного водоснабжения.

Для оценки гидробиологического режима поверхностных водных объектов определяют:

Наличие и содержание фитопланктона и зоопланктона в воде в зависимости от времени года;

Бактериологический состав вод, его режим, степень опасности для населения и животных;

Виды высшей водной растительности, характер распространения в водных объектах, ее влияние на качество поверхностных вод;

Состав ихтиофауны, наличие промысловых и проходных видов рыб, условия нереста и зимовки ценных пород рыб;

Наличие, характер и причины гидробиологического загрязнения поверхностных водных объектов.

Параметры гидробиологического режима поверхностных водных объектов в зависимости от времени года следует составлять по форме таблицы 45.

6.4.10. В тех случаях, когда проектируется объект, в составе которого имеются производства с большим объемом водопотребления (водоотведения), существенно влияющим на параметры использования водных ресурсов района расположения предприятия, при составлении подраздела должна быть приведена оценка режима водопользования территории.

Таблица 45

ХАРАКТЕРИСТИКИ УРОВНЕЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Примечание: При оценке степени бактериологического загрязнения вод особое внимание должно быть обращено на наличие бактерий, вызывающих тяжелые заболевания людей и животных.

6.4.11. Для оценки режима водопользования должны быть определены:

Перечень и местонахождение основных водных объектов, расположенных на рассматриваемой территории;

Перечень основных водопользователей, объемы их водопотребления и водоотведения с привязкой к времени года;

Используемые водопользователями водные объекты (источники);

Тип водопользования (забор воды, сброс сточных вод, сплав леса, судоходство и т.п.);

Сроки действия выданных разрешений на спецводопользование;

Водный баланс водных объектов;

Уровень существующего загрязнения поверхностных водных объектов сточными водами в контрольных створах;

Количество, состав и характеристики сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, степень их очистки, места сброса сточных вод;

Температурное загрязнение водных объектов, его причины и характеристики;

Расположение и технические характеристики накопителей промстоков, хвостохранилищ и других сооружений, интенсивно воздействующих на состояние водной среды;

Размеры водоохранных зон рек и водоемов в районе строительства;

Требования и ограничения к размещению и строительству промышленных и гражданских объектов в водоохранных зонах;

Требования органов по охране рыбных запасов к водопользователям водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.

6.4.12. Параметры режима водопользования территории должны содержать сведения о местоположении водных объектов, основных водопользователях, технические характеристики водозаборов и выпусков сточных вод и другие данные, определяющие режим водопользования. Необходимые сведения представляются по форме таблицы 46.

Таблица 46

сведения О ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ, ВОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЯХ, ПАРАМЕТРАХ ВОДОЗАБОРОВ, ВЫПУСКАХ СТОЧНЫХ И ДРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

6.5. Воздействие проектируемого объекта на состояние поверхностных и подземных вод

6.5.1. Уровень воздействия проектируемого объекта на состояние поверхностных и подземных вод определяется его режимом водопотребления и водоотведения.

При разработке подраздела обязательным является составление баланса водопотребления и водоотведения проектируемого объекта. Всякий образующийся дебаланс должен быть объяснен и обоснован расчетом.

6.5.2. При составлении баланса промышленного предприятия следует рассматривать схемы водопотребления и водоотведения по различным цехам, производствам и всему предприятию в целом.

Схемы водопотребления должны разделяться по требованиям к качеству воды, используемой в различных производствах.

Водоотведение необходимо рассматривать по отдельным потокам сточных вод с указанием состава, концентрации загрязнений и наличия предусмотренных проектом локальных очистных сооружений.

В материалах баланса должны приводиться данные о потерях воды в технологическом процессе в результате испарения, протечек и т.п.

6 5.3. Величину воздействия водопотребления проектируемого объекта на состояние водных источников территории рассматривают как разность между суточным расходом воды 90 - 95% обеспеченности источника (в зависимости от категории системы водоснабжения) и суточным водопотреблением проектируемого объекта или как процентное отношение суточного объема водопотребления к суточному расходу водного источника указанной обеспеченности.

6.5.4. На основе гидрологических данных и потребностей в воде проектируемого объекта должен составляться водохозяйственный баланс (ВХБ) водного объекта, используемого для нужд водоснабжения.

При разработке подраздела составляют ориентировочный ВХБ перспективных потребностей в воде при изменении режима водопользования, связанного со строительством объекта, с расчетными водными ресурсами.

По результатам составления баланса выявляют дефицит или резерв водных ресурсов при намечаемом уровне водопотребления и водоотведения с учетом строительства объекта и возможного изменения инфраструктуры района.

6.5.5. Загрязняющие вещества в водные объекты от проектируемого предприятия могут поступать через выпуски сточных вод, в результате утечек из линий коммуникаций, с осадками из атмосферы, при смыве химических и минеральных веществ с территории и т.п. Наибольший вклад в загрязнение поверхностных водных источников вносит сброс сточных вод и смыв загрязняющих веществ с прилегающей к водному объекту территории.

При оценке качества вод водных объектов следует выявить их фоновое загрязнение и определить количество загрязняющих веществ, которое будет поступать в водную среду в результате эксплуатации проектируемого объекта.

6.5.6. Для оценки воздействия проектируемого (реконструируемого) предприятия на водный объект - приемник сточных вод следует определить место сброса сточных вод, количество выпусков, режим сброса, а также гидрологические и гидравлические параметры водного объекта.

Уровень воздействия объекта на состояние поверхностных вод - приемника стоков зависит от наличия и технических характеристик применяемых очистных сооружений. Характеристику очистных сооружений с указанием их наименования, пропускной способности, метода и эффективности очистки следует приводить по форме таблицы 47.

Таблица 47

ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

6.5.7. Расходы и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах промышленного объекта не являются постоянными и зависят от условий эксплуатации и загрузки предприятия, времени года, дней недели и сменности работы.

Гидрологические и гидравлические характеристики, уровень фонового загрязнения водных объектов, обеспечивающих водопользование, также меняются во времени. Все параметры должны быть взаимоувязаны при разработке подраздела.

6.5.8. Оценку загрязнения рек и водоемов сточными водами проектируемого объекта проводят на основе расчета смешения и разбавления сточных вод водой водного объекта.

Наиболее неблагоприятными условиями для качества вод рек и водоемов является маловодный меженный период, при котором резко снижаются расходы, скорости движения и уровни вод в водных объектах и ухудшаются условия разбавления сточных вод. Поэтому расчеты смешения и разбавления следует выполнять по гидрологическим и гидравлическим характеристикам рек и водоемов меженного периода.

6.5.9. Для проведения расчетов смешения и разбавления сточных вод проектируемого предприятия в поверхностных водных объектах следует использовать:

Метод номограмм и экспресс-метод Государственного гидрологического института (ГГИ);

Метод ВОДГЕО (Фролова-Родзиллера);

Метод Таллиннского политехнического института.

6.5.10. Сброс промышленных сточных вод в подземные горизонты через поглощающие скважины и колодцы возможен в тех случаях, когда последние не могут быть источником загрязнения водоносных горизонтов, используемых или намечаемых для водоснабжения. Обычно сброс сточных вод в подземные горизонты применяют при отсутствии разработанной технологии очистки определенного вида стоков и наличии специального разрешения органов МПР России.

6.5.11. Практические рекомендации по вопросам распространения загрязняющих веществ в поверхностных водных объектах при сбросе сточных вод, а также методы оценки их качества подробно изложены в "Методических основах оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод". - Л.: Гидрометеоиздат, 1987; "Основах прогнозирования качества поверхностных вод". - М.: Наука, 1982; "Практических рекомендациях по расчету разбавления сточных вод в реках, озерах и водохранилищах". - Л.: ГГИ, 1973 (Караушев А.В. и др.); "Методах очистки производственных сточных вод". - М.: Стройиздат, 1977 (Жуков А.И. и др.).

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