Нормирование качества воды

Выделяют три группы показателей, определяющих качество воды

характеризующие характеризующие

органолептические характеризующие эпидемическую

свойства химический состав безопасность воды

Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от ее назначения. Они устанавливаются требованиями СанПиНов ГОСТов, ОСТов, и постоянно корректируются.

Несмотря на различные величины параметров для каждого вида воды (питьевая, в водоемах зон рекреации, в рыбохозяйственных водоемах, в сточных водах и др.), основные требования можно объединить в группы, соответствующие группам показателей качества воды:

1. К основным физико-химическим показателям, определяющим органолептические свойства воды, относят привкус, запах, мутность, цветность, а также ПДК компонентов, которые ухудшают органолептические свойства воды. Привкус, запах, цветность определяются по специальным шкалам. Для питьевой воды, к примеру, эти показатели «на глаз» не должны ощущаться. Мутность для той же воды – не более 1,5 мг/л (для сравнения: мутность речной воды в реке Сыр-Дарья достигает 1500 мг/л, в реке Дон – до 50 мг/л). Перечень веществ, влияющих на органолептические свойства воды, постоянно расширяется. В настоящее время к нему относят железо, марганец, медь, сульфаты, хлориды, фенолы, хлор и другие вещества. Так, для питьевой воды сухой остаток – не более 1000 мг/л, хлориды – 350 мг/л, железо – 0,3 мг/л, цинк – 5 мг/л, общая жесткость –7 мг-экв/л и др.

2. Органолептические свойства воды во многом связаны с ее кислотностью или щелочностью. Степень кислотности (или щелочности) должна быть не слишком велика, т.е. реакция воды – близка к нейтральной. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой воды, он должен лежать в пределах от 6 до 9 (по стандарту 1973 г требования были даже жестче – от 6,5 до 8,5).

Химическое разъяснение:

Водородный показатель (рН) характеризует степень диссоциации воды на ионы и , соотношение между которыми определяет кислотность щелочность или нейтральность воды (слабого электролита). Концентрация ионов водорода определяет кислотность, а - щелочность среды. Чаще всего концентрация оценивается в грамм - ионах на 1 литр воды. При концентрации ионов водорода в 10 г-ионов/л раствор нейтральный (т.е. содержит столько же грамм-ионов). Если же ионов водорода больше чем 10, то среда кислая. При меньших концентрациях ионов водорода среда щелочная. Водородный показатель степени величины концентрации Н⁺ взятый со знаком плюс. Более строгое определение: это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, т.е. рН=IgH⁺. Для ориентации: рН лимонного сока 2-3, уксуса столового 2,4-3,3, кислого виноградного вина до 3,5; очень кислых атмосферных осадков 2-2,1, нормальных 5,6.

3. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется косвенными показателями: количеством микробов в 1 мл воды (общее микробное число для питьевой воды – до 100), и содержанием бактерий группы кишечной палочки (палочек Колли) в одном литре. Последний параметр называется Колли-индекс (для питьевой воды в водопроводе – до 3; в водоемах зон рекреации – до 10000). Величина, обратная Колли-индексу, называется Колли-титр (для питья – не менее 300 мл на одну палочку).

4. Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий перечень как неорганических, так и органических компонентов, к которым относятся алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бензопирен и др. Для питьевой воды, например, содержание в мг/л должно быть не более: бериллия – 0,0002; свинца – 0,05; ртути – 0,001 и т.д. Причем при обнаружении в воде нескольких веществ однонаправленного действия их концентрация (С) проверяется по ПДКi и суммируется так же, как и для воздуха при определении ПДВi.

5. Паразитологические показатели оценивают количеством патогенных микроорганизмов (от дизентерийных амеб до холерных вибрионов, вирусов лептоспироза и др.) Они не должны обнаруживаться в 25 л питьевой воды.

6. Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для органических примесей в одном литре воды. Чем больше требуется кислорода, тем грязнее вода. Применяются два показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время – БПК (БПК5 – за 5 суток, БПК₂₀ – за 20 суток) и химическая потребность в кислороде – ХПК – более полная оценка загрязнения, при определении которой вовлекаются в реакцию даже трудно окисляемые органические вещества. Величины БПК и ХПК особенно важно учитывать для сточных вод. Если БПК/ХПК меньше 0,5, то сточные воды считаются перенасыщенными, трудно окисляемыми (а значит и трудно удаляемыми) соединениями. По международным стандартам 1982 г, при ХПК 100 мг/л вода считается чрезвычайно загрязненной.

Качество воды, во многом зависящее от количества растворенного в ней кислорода, можно оценить двояко: по насыщению воды кислородом в процентах от максимально возможного при данной температуре и по содержанию кислорода в одном литре. По международным стандартам 1982 г вода высокого качества должна иметь эти величины не менее 60 % и 4 мг/л соответственно. Во многих стандартах последних лет этот параметр не оговаривался, так как при норме параметров предыдущих пяти групп кислородные показатели выполняются практически всегда [20].

Существует два подхода к оценке качества воды: водохозяйственный и экологический. Водохозяйственный подход оценивает качество воды, вовлекаемой в хозяйственный оборот водопользователями.

Основные категории водопользования:

1) жилищно-коммунальная, включает хозяйственно – питьевую и культурно – бытовую (водоемы в черте города, вода для купания, спортивные нужды);

2) рыбохозяйственная;

3) промышленная;

4) сельскохозяйственная;

5) рекреационное использование прибрежных зон.

Наиболее строгие требования к качеству воды предъявляются к 1 и 2 категориям водопользования. Менее жесткие требования – к сельскохозяйственной и промышленной категориям водопользования.

Основными показателями качества воды, нормирующими содержание вредных веществ, являются предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимый сброс (ПДС) а также лимитирующие показатели вредности (ЛПВ).

ПДК – максимальная концентрация вредных веществ в единице объема или массы биологического объекта, при которой примеси не оказывают вредного воздействия на организм человека и других живых организмов и окружающую среду.

ПДС – устанавливает допустимую массу загрязнений, сбрасываемых в водный объем, которая не приводит к превышению соответствующих ПДК в фиксированных точках (створах). ПДС должен соответствовать ПДК в контрольной створе. Контрольный створ устанавливается на водотоках на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования.

ЛПВ – предельные нормы состава и свойств воды, которые должны быть обеспечены при сбросе сточных вод.

Главная цель нормирования качества воды – это предотвращение её вредного воздействия на человеческий организм, т.е. на здоровье населения, качество окружающей среды.

Экологический подход заключается в неразрывной связи качества воды со структурой и функционированием водных биоценозов в процессах самоочищения водной толщи. В настоящее время выделяют 10 классов вод различной чистоты, которым соответствует биологический индекс. Чем выше биологический индекс, тем выше качество воды. Величина индекса зависит от видового разнообразия [31].

Требованиями СанПиН запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, если технологически этого можно избежать; если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.

Экологический мониторинг состояния окружающей природной среды в Российской Федерации отмечает, что качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям; объемы нормативно очищенных сточных вод, поступающих в поверхностные водоемы, не превышают 10 % от общего объема сточных вод в эти природные объекты.

По отдельным речным объектам ситуация критическая. Около 1/3 населения России используют для питья воду из естественных источников (главным образом из рек) без прохождения ее через очистные сооружения

В целом по России из всего объема сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, более 90 % сбрасывается загрязненными из-за крайне неудовлетворенного технического состояния действующих систем водоснабжения и канализации: 60 % очистных сооружений перегружены, 40 % сооружений эксплуатируются более 25 лет и требуют срочной реконструкции [20, 34].