6. Контроль качества воды

Качество воды - это характеристика ее состава и свойств, то есть совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленности быту.

Контроль и управление качеством воды в водных объектах играет важную роль вследствие исключительной значимости воды в жизни как водных, так и наземных экосистем. Важнейшей задачей в настоящее время является установление допустимых нагрузок на водные объекты.

Предельно допустимая нагрузка (ПДН) на данный водный объект - это степень предельно допустимого загрязнения воды, определяемая его физическими особенностями, а также способностью к нейтрализации примесей.

Строгие требования предъявляются к качеству питьевой воды и воды, используемой в пищевой промышленности.

Качество питьевой воды определяется по нескольким показателям.

Характеристики состава питьевой воды (ГОСТ 2874-82)

рН	6-9
Железо, мг/дм^3	До 0,3
Марганец	0,7
Медь	1
Сульфаты	500
Сухой остаток	1000
Хлориды	350
Цинк	5
Алюминий	0,5
Берилий	0,0002
Молибден	0,25
Мышьяк	0,05
Нитраты	45
Свинец	0,03
Селен	0,001
Стронций	7
Общая жесткость, мг-экв./дм^3	7

В нашей стране существует ГОСТ 17.1.3 - 77 "Охрана природы. Гидросфера. Правила выбора и оценки качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения". Этот стандарт распространяется на воду, подаваемую хозяйственно-питьевыми водопроводами, в том числе на воду централизованных систем водоснабжения, предназначенных для хозяйственно-бытовых, лечебно-профилактических, производственно-пищевых и других нужд населения.

Нормирование качества воды рек, озер, водохранилищ проводят в соответствии с "Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения" (1988г.). Согласно этим правилам устанавливают две категории водоемов:

1 - водоемы питьевого и культурно-бытового назначения и

2 - водоемы рыбохозяйственного назначения.

Требования к составу и свойствам воды поверхностных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения

Показатели

Требования и нормативы

Содержание взвешенных веществ Плавающие примеси Запах, привкус Окраска Значение рН Минеральный состав Биохимическое потребление кислорода (БПК) Бактериальный состав Токсичные химические вещества

Не более 0,25 мг/дм^3 На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие вещества, пятна масел и скопления других примесей Вода не должна иметь привкус и запах интенсивностью более двух баллов Не должна обнаруживаться в столбике 20 см Не должно выходить за пределы 6,5 - 8,5 Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/дм^3 , в том числе хлоридов - 350 мг/дм^3 , сульфатов - 500 мг/дм^3 Полная потребность при 20^0 С не должна превышать 3 мг/дм^3 Вода не должна содержать возбудителей кишечных заболеваний, число бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс) не более 1000 в 1000 мг воды Не должны содержаться в воде в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК) для этих веществ

Нормируются фракционный состав взвешенных веществ. наличие плавающих примесей, запах, вкус. окраска, температура воды, рН, биохимическая потребность в кислороде, наличие возбудителей заболеваний, а также токсичных веществ (табл. 14 ).

Состав и свойства воды в проточных водоемах 1 категории должны соответствовать нормам в створах (пунк наблюдения), расположенных на расстоянии На непроточных водоемах вода должна соответсовать нормам в одном километре по обе стороны от пункта водопользования.

В рыбохозяйственных водоемах состав и свойства воды должны соответствовать нормам на расстоянии 500 м от места выпуска сточных вод.

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

Вредные и ядовитые вещества разнообразны по своему составу, в связи с чем их нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воз­действие каждого вещества. При нормировании качества воды в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический. Для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.

Санитарное состояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении соотношения:

С / ПДК  1 ,

где С - концентрация вещества в расчетном створе водоема,

ПДК- предельно допустимая концентрация данного вещества.

Для водоемов питьевого и культурно-бытового назначения проверяют выполнение трех, для водоемов хозяйственного назначения - пяти неравенств в соответствии с количеством ЛПВ. При этом каждое вещество можно учитывать только в одном неравенстве.

Вредные вещества, содержащиеся в промышленных стоках, подвергаются окислению в природных водоемах, что связано с потреблением растворенного в воде кислорода. Перерасход кислорода может приводить к его дефициту в воде и явлению эвтрофикации водоемов.

Для контроля общего загрязнения вод, а также количества расходуемого кислорода используют два показателя: химическое потребление кислорода (ХПК) и биохимическое потребление кислорода (БПК).

Химическое потребление кислорода - это количество кислорода в мг, необходимое для окисления химическим путем веществ, содержащихся в одном литре воды.

Биохимическое потребление кислорода - это количество кислорода в мг, израсходованное в определенный промежуток времени на аэробное биохимическое окисление при помощи микроорганизмов нестойких органических соединений, содержащихся в одном дм3 (литре) воды. БПК определяют за 5 суток (БПК ), 20 суток (БПК ), а также независимо от времени - полное окисление органических соединений (БПК полн), мг/дм³.

Сточные воды влияют на санитарный режим водоемов и водотоков, на процессы естественного самоочищения водоемов от загрязнений. В настоящее время способность поверхностных водоемов к самоочищению практически исчерпана, поэтому необходимо уделять особое внимание контролю за сбросом сточных вод.

Определение допустимого состава сточных вод проводят в зависимости от преобладающего вида примесей и с учетом характеристик водоема, в который сбрасывают сточные воды.

Допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах С_в определяют по формуле:

С_в = С_ф + n ПДК,

где Сф - концентрация взвешенных веществ в воде водоема до сброса в него сточных вод (фоновая);

ПДК - предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водоеме; n - кратность разбавления сточных вод в воде водоема, характеризующая долю расхода воды водоема, участвующей в процессе перемешивания и раз­бавления сточных вод.

Концентрацию растворенных вредных веществ в очищенных сточных во­дах С_р определяют по следующей формуле:

С_р = n ( С_m - С_рф) + С_рф ,

где С_рф - концентрация растворенного вещества в воде водоема до сброса сточных вод;

С_m - максимально допустимая концентрация того же вещества с учетом максимальных концентраций и ПДК всех веществ, относящихся к одному виду лимитирующего показателя вредности (ЛПВ).

Для того, чтобы сточные воды, даже в значительной степени очищенные, не оказывали вредного воздействия на водные объекты, они должны разбавляться водой природного водоема. Разбавление сточных вод - это процесс уменьшения концентрации примесей, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность разбавления количественно характеризуются кратностью разбавления n:

n = (С_св - С_ф)/(Св - С_ф) ,

где С_с - концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах;

Сф и Св - концентрации загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска сточных вод соответственно.

При определении возможности спуска сточных вод проектируемого предприятия в водоем расчет кратности разбавления осуществляется по следующей формуле:

n = ( j Q + q) /q , (17)

где Q - расход воды в реке, j - коэффициент смешения, q - расчетный расход сточных вод. Как правило, первые две величины берутся из данных гидрометеорологических служб, а q определя-ется расчетным путем или по аналогии с действующим предприятием "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения" запрещают предприятиям сбрасывать сточные воды в следующих случаях:

- если сброса сточных вод можно избежать, используя более рациональную технологию;

- если сточные воды содержат ценные отходы, которые можно утилизировать;

- если сточные воды содержат сырье, реагенты и продукцию предприятий в количествах, превышающих установленные нормы технологических потерь;

если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.