Нормирование качества вод


Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования, при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Методология гигиенического нормирования химических веществ в воде водоемов, пройдя на протяжении многих лет не менее 10 этапов (в 1941 г. были установлены первые ПДК для трех веществ: свинца, мышьяка, фенола), сформировалась как сложная, многокомпонентная система, учитывающая все виды неблагоприятного влияния на человека.

Регламентирование химических веществ в воде водоемов отличается рядом особенностей.

Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены несколькими факторами.

С гигиенических позиций оценивается уровень загрязне­ния воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водопользования населения. Вода используется населением не только для питья, при­готовления пищи, личной гигиены, но и для хозяйственно-бытовых и рекреационных целей. В связи с этим при нормиро­вании учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический по­казатель вредности), так и их влияние на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоемов (органолептический и общесанитарный показатели вредности). Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиениче­ские нормативы (ПДК, ОДУ).

Самоочищение водных объектов представляет собой сложный биологический (биохимический) процесс, обусловленный нормальной жизнедеятельностью биоценоза. В природных условиях, когда загрязнение воды невысокое, непрерывно происходят взаимосвязанные процессы превращения органических и неорганических веществ в направлении, благоприятном в гигиеническом отношении. Загрязнение воды химическими веществами в опасных концентрациях может нарушить эти нормальные процессы и привести к изменению санитарного состояния водного объекта — его загниванию, замедлению отмирания патогенной микрофлоры и в конечном итоге к ограничению его использования населением. Поэтому при гигиеническом нормировании веществ в воде определяются границы, при которых не будут нарушены условия хозяйственно-питьевого водоснабжения.

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

Общими критериями и принципами разработки гигиенических нормативов в воде водоемов являются:

1) использование системы последовательного обоснования нормативов веществ как основы планирования исследований;

2) переход от эмпирического получения данных по единой стандартной схеме нормирования к различным по сложности схемам исследований и оценки результатов в зависимости от свойств и особенностей токсического действия нормируемого химического соединения;

3) обязательное использование методов прогноза токсичности и опасности веществ для планирования экспериментов и верификации полученных результатов;

4) комплексное изучение неспецифических и специфических реакций организма на интоксикацию с учетом предполагаемого или известного механизма действия вещества (и/или близких по структуре веществ);

5) изучение стабильности и оценка относительной опасности исходного вещества и продуктов трансформации как одного из ведущих критериев вредности; при этом проводится оценка влияния на водный объект и организм млекопитающих не только исходных веществ, но и продуктов их деструкции и трансформации;

6) использование результатов эпидемиологических исследований для коррекции величин ПДК и принятия решения о необходимости обоснования региональных нормативов.

В методическом отношении особенностью нормирования веществ в воде является схема этапного нормирования, предусматривающая различный объем опытов по установлению токсичности веществ в зависимости от их опасности (табл. 9).

Основными задачами исследований по обоснованию ПДК являются комплексное изучение характера и степени опасности загрязняющих водоемы веществ и определение уровней их безвредности. В результате исследований должны быть получены характеристики веществ по трем признакам вредности и данные об их стабильности и способности к биотрансформации в водной среде.

Исключение составляют вещества, применяемые в процессе очистки на водопроводных сооружениях, ПДК для которых устанавливаются не по трем, а по двум признакам вредности — органолептическому и санитарно-токсикологическому.

В настоящее время методология гигиенического нормирования не ограничивается рамками установления ПДК и ОДУ веществ в воде. Для современного этапа ее развития характерна актуальность новых важных направлений, нуждающихся в разработке и совершенствовании. Это гармонизация гигиенических нормативов с зарубежными стандартами, выбор приоритетных веществ, загрязняющих воду, использование альтернативных методов — биотестирования, экологических нормативов — при оценке качества воды для человека.

Основными задачами исследований по обоснованию ПДК являются комплексное изучение характера и степени опасности загрязняющих водоемы веществ и определение уровней их безвредности. В результате исследований должны быть получены характеристики веществ по трем признакам вредности и данные об их стабильности и способности к биотрансформации в водной среде.

Исключение составляют вещества, применяемые в процессе очистки на водопроводных сооружениях, ПДК для которых устанавливаются не по трем, а по двум признакам вредности — органолептическому и санитарно-токсикологическому.

Оценка качества водных ресурсов осуществляется с по­мощью системы основных показателей.

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

Таблица 11. Схема обоснования ПДК веществ в воде

Наименование стадии

Объем исследований

Класс опасности или ПДК

1. Принятие предварительного решения

Анализ литературы. Изучение технологии производства и/или применения. Ориентировочный расчет гигиенических параметров по физико-химическим параметрам, ПДК в других объектах и других странах

2. Ускоренная оценка

Оценка влияния на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов, выявление способности к трансформации, острые токсикологические опыты, в т. ч. для определения видовых, половых и возрастных различий чувствительности к веществу. Расчет параметров хронической токсичности по LD50, LT50 и смешанным математическим моделям. Определение класса опасности

4 — ПДК

3 — ОДУ

3. Экспресс-эксперимент

Подострый опыт. Изучение гонадотоксичности по функциональным показателям, эмбриотоксичности, мутагенного эффекта в скрининговых опытах. Оценка кожно-резорбтивного действия. Прогноз параметров хронической токсичности и определение класса опасности вещества. Идентификация продуктов трансформации

3 — ПДК

2 — ОДУ

4. Хронический опыт

Хронический опыт для изучения общетоксического действия. Оценка мутагенного, гонадотоксического эффектов. Оценка опасности продуктов трансформации. Расчет коэффициентов запаса, экстраполяция данных с животных на человека

1–2

5. Специальные

исследования

Углубленное изучение канцерогенного, атеросклеротического, аллергенного эффектов. Дополнительные исследования гонадо-, эмбриотоксического, мутагенного эффектов. Обоснование ПДК

1

6. Эпидемиологические исследования

Связь состояния здоровья и условий водопользования населения с содержанием вещества и/или продуктов его трансформации в воде

1–4

2. Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых. Для подавляющего большинства нормируе­мых веществ величина этого показателя всегда значительно меньше ПДКВ в связи с тем, что токсические соединения могут накапливаться в организме рыб в весьма значительных количе­ствах без влияния на их жизнедеятельность.

3. Временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоемов ВДКВ, мг/л. Нормативы, определяемые этим показате­лем, устанавливаются расчетным путем на срок 3 года.

4. Предельно допустимый сброс ПДС, г/ч (кг/сут), регламен­тирует массу загрязняющего вещества в сточных водах, сбрасываемых в водоем. Применение этого показателя должно обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормати­вов, установленных для водных объектов. Величина ПДС опре­деляется расчетным путем на период, установленный органами по регулированию использования и охране вод. После этого она подлежит пересмотру в сторону уменьшения вплоть до прекра­щения сброса загрязняющих веществ в водоемы.

Важное значение при нормировании природных вод имеет характер использования их в хозяйственной деятельности. Выделяют следующие виды водопользования на водных объектах.

1. Хозяйственно-питьевое водопользование: к нему относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.

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

3. Рыбохозяйственное водопользование. Рыбохозяйственные водные объекты могут относиться к одной из трех категорий:

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

к первой категории относят водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;

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

Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

Предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается:

1) для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) с учетом трех показателей вредности:

- органолептического;

- общесанитарного;

- санитарно-токсикологического.

2) для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с учетом пяти показателей вредности:

- органолептического;

- санитарного;

- санитарно-токсикологического;

- токсикологического;

- рыбохозяйственного.

Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды.

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

Санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека, а токсикологический - показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект.

Рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.

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

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

1) гибель рыб и кормовых организмов для рыб;

2) постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;

3) ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;

4) замена ценных видов рыб на малоценные.