Обоснованность и необоснованность применения различных перечней ПДК для сточных вод гальванического производства

В последние годы в России наблюдается некоторый рост промышленного производства, который, с одной стороны, приводит к оживлению гальванического производства, но, с другой сдерживается его высокой экологической опасностью. Уменьшению экологической опасности гальванического производства должны служить очистные сооружения предприятий. Однако, помимо объективных причин (устаревшие технологии очистки, плохое состояние оборудования и т.п.) существуют субъективные причины неэффективности природоохранных мероприятий, главными из которых являются необоснованное применение различных перечней ПДК и необоснованное региональное нормотворчество.

Исходя из различия в целях водопотребления и в требованиях разных потребителей воды к качеству водоемов, существуют как гигиенические, так и экологические нормативы для одних и тех же химических загрязнителей воды.

Гигиенические ПДК - максимальные концентрации веществ, при которых они еще не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм человека в течение всей жизни), а гигиенические условия водопользования при этом не ухудшаются. Гигиенические нормативы регламентируют содержание загрязняющих веществ только в тех водоемах, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей, включая рекреационное водопользование, и не на всем протяжении водоема или в местах выпуска сточных вод, а только у пунктов водопользования населения, ближайших от выпуска стоков. Различают две категории хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: к первой категории относится использование водного объекта в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий питьевой промышленности; ко второй категории – использование водных объектов для культурно-бытовых целей населения, рекреации и спорта .

Появление новых источников загрязнения и расширение их географии привели к развитию самостоятельной системы рыбохозяйственных (экологических) ПДК, направленных на охрану водоемов как базы для организованного рыбоводства и рыболовства. Различают две категории рыбохозяйственного водопользования: к первой категории относится использование водного объекта для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду; ко второй – использование водного объекта для промысловой добычи рыбы и других водных животных и растений .

Если водоем используется для рыбохозяйственных целей и водоснабжения населения, ориентируются на наиболее жесткий норматив.

При отнесении водного объекта к определенной категории органы Госкомрыболовства руководствуются постановлением Совета Министров СССР № 1045 от 15.09.1958 г., по которому: "Все водоемы и их придаточные воды, которые используются или могут быть использованы для промысловой добычи рыбы и других водных животных и растений или имеют значение для воспроизводства запасов промысловых рыб, считаются рыбохозяйственными водоемами". Таким образом, в соответствии с таким неоправданно расширительным определением все поверхностные водоемы такой огромной страны, как Россия, отнесены к водоемам рыбохозяйственного пользования , то есть как бы предполагается, что во всех поверхностных водоемах России сохраняются и воспроизводятся ценные виды рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду, или они используются для промысловой добычи рыбы и других водных животных и растений. Получается, что во всех случаях поверхностная вода должна контролироваться по ПДК для рыбохозяйственных водоемов (ПДК РХ).

Кроме того, так как практически все выпуски сточных вод расположены в черте населенного пункта, то в соответствии с правилами и нормами охраны поверхностных вод нормативы предельной загрязненности водных объектов распространяются на сами сбрасываемые воды, то есть не учитывается разбавление стоков в воде водоема и ассимилирующая способность водоемов. Таким образом, к качеству стоков, сбрасываемых в водные объекты, повсеместно применяются требования перечня ПДК РХ.

Мало того, такие требования предъявляются не только к городским стокам, сбрасываемым в водные объекты, но и к стокам, поступающим в городскую канализацию от предприятий. Тем самым, не только не учитывается разбавление промышленных сточных вод городскими бытовыми стоками, но и перекладывается неэффективность работы городских станций очистки на плечи предприятий. Это необоснованно и излишне ужесточает требования к качеству сточных вод предприятий и загоняет их в тупик из-за заведомо невозможного достижения таких ПДК с помощью типовых технологий очистки сточных вод гальванического производства.

Обоснуем это утверждение.

Практически на всех станциях очистки сточных вод гальванического производства применяется реагентный метод. Главными загрязнителями таких стоков являются ионы тяжелых металлов. Остаточная концентрация ионов тяжелых металлов, как рассчитанная из произведения растворимости соответствующих гидроксидов, так и наблюдаемая на практике, представлена в Таблице 1.

Таблица 1. Эффективность реагентного метода очистки сточных вод от тяжелых металлов

Ион тяжелого металла	Остаточная концентрация иона металла, рассчитанная из произведения растворимости, мг/л	Остаточная концентрация иона металла, наблюдаемая на практике при рН 8,5-9,0, мг/л	ПДК РХ, мг/л
Fe 2+	0,44	0,3 - 1	0,1
Fe 3+	0,21·10 -4	0,3 - 0,5	0,1
* Cr 3+	0,13·10 -2	0,05 - 0,1	0,07
Cu 2+	0,024	0,1 - 0,15	0,001
Ni 2+	1,47	0,25 - 0,75	0,01
Zn 2+	0,17	0,05 - 0,1	0,01
Cd 2+	2,62	2,5	0,005
Al 3+	0,23·10 -3	0,1 - 0,5	0,04

* - данные по Cr 6+ не приводятся, т.к. на стадии обезвреживания хромсодержащих стоков реакция химического восстановления Cr 6+ до Cr 3+ протекает полностью.

Рис. 1. Схема применения различных перечней ПДК в сточных водах

Следовательно, на всем протяжении хозяйственно-бытовой канализации любого города имеются три точки, в которых к сточным водам должны применяться различные перечни ПДК (Рис. 1), как это делается в г. Москве (описано ниже):

1 – на выходе с предприятия – предельная концентрация вредных веществ в сточных водах, принимаемых в систему городской канализации;

2 – перед поступлением на городские станции биологической очистки – допустимая концентрация вредных веществ в сточных водах, принимаемых на биологическую очистку;

3 – в створе сброса сточных вод в природный водоем в соответствии с его категорией – либо ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, либо ПДК в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения (ПДК РХ).

Рассмотрим применение различных перечней ПДК тяжелых металлов в сточных водах на примере г. Москвы (Рис. 2).

Рис. 2. Схема изменения концентрации ионов тяжелых металлов в сточных водах от гальванического цеха до водного объекта
(Q – объем сточных вод)

На предприятии сточные воды гальванического производства (Q 1), содержащие ионы тяжелых металлов, подвергаются реагентной очистке на станции нейтрализации, в результате чего концентрация ионов тяжелых металлов достигает значений, указанных в Таблица.1. После очистки сточные воды гальванического производства (Q 1) подвергаются разбавлению хозяйственно-бытовыми стоками (Q 2) от административных, хозяйственно-бытовых и других подразделений предприятия, не загрязняющих стоки ионами тяжелых металлов. Как правило, объем водопотребления (водоотведения) гальванического производства составляет порядка 25% от общего водопотребления (водоотведения) предприятия (Q 3). Следовательно, концентрация ионов тяжелых металлов на выходе с предприятия в 4 раза ниже их концентрации в гальванических стоках, прошедших очистные сооружения. При нормальной (проектной) эффективности работы очистных сооружений реальная концентрация тяжелых металлов в хозяйственно-бытовой канализации на выходе с предприятия (Q 3) составит: Fe 2+ 0,075-0,250 мг/л, Fe 3+ 0,075-0,125 мг/л, (Feобщ. 0,150-0,375 мг/л), Cr 3+ 0,013-0,025 мг/л, Cu 2+ 0,025-0,038 мг/л, Ni 2+ 0,063-0,188 мг/л, Zn 2+ 0,013-0,025 мг/л, Cd 2+ 0,625 мг/л, Al 3+ 0,025-0,125 мг/л.

Согласно «Правилам приема производственных сточных вод в московскую городскую канализацию (временным)» № 127, утвержденным решением исполкома Моссовета от 20 января 1984 г., Мосводоканал устанавливает следующие предельные концентрации тяжелых металлов в сточных водах, принимаемых в систему городской канализации (на Рис.2 ПДК МВК),: Feобщ. 3,0 мг/л; Cr 3+ 1,0 мг/л; Cu 2+ 0,5 мг/л; Ni 2+ 0,5 мг/л; Zn 2+ 2,0 мг/л; Cd 2+ 0,01 мг/л; Al 3+ 1,0 мг/л.

Таким образом, в г. Москве сточные воды, поступающие с предприятий в городскую хозяйственно-бытовую канализацию при нормальной (проектной) эффективности работы очистных сооружений по очистке сточных вод гальванического производства, удовлетворяют требованиям ПДК (за исключением кадмия), устанавливаемым Мосводоканалом. Снижение концентрации кадмия в сточных водах предприятий в г. Москве достигается за счет ограничения применения кадмирования согласно постановлению Правительства Москвы № 893 от 05.11.96 г.

В городской хозяйственно-бытовой канализации сточные воды предприятий (Q 3) смешиваются с бытовыми стоками от жилищного фонда города (Q 4), в которых возможные концентрации тяжелых металлов составляют следующие величины: Feобщ. 1-2 мг/л; Cr 3+ 0 мг/л; Cu 2+ 0,01-0,03 мг/л; Ni 2+ 0 мг/л; Zn 2+ 0,02-0,3 мг/л; Cd 2+ 0 мг/л; Al 3+ 0,5 мг/л . При условии, что суточный объем производственных сточных вод максимально может достигать 50% от общего расхода сточных вод города, концентрация тяжелых металлов в смешанных стоках составляет не более: Feобщ. – 0,575-1,188 мг/л; Cr 3+ – 0,007-0,013 мг/л; Cu 2+ – 0,018-0,034 мг/л; Ni 2+ – 0,032-0,094 мг/л; Zn 2+ – 0,017-0,163 мг/л; Cd 2+ – 0,313 мг/л; Al 3+ – 0,253-0,313 мг/л.

Смешанные стоки (Q5) с такой концентрацией тяжелых металлов направляются на городские станции биологической очистки. Согласно "Правилам приема производственных вод в системы канализации населенных пунктов" допустимая концентрация тяжелых металлов в сточных водах, принимаемых на биологическую очистку, составляет: Feобщ. 5,0 мг/л; Cr 3+ 2,5 мг/л; Cu 2+ 0,5 мг/л; Ni 2+ 0,5 мг/л; Zn 2+ 1,0 мг/л; Cd 2+ 0,1 мг/л; Al 3+ 0,75 мг/л. Таким образом, в г. Москве городские сточные воды, получаемые от смешения производственных и бытовых стоков, удовлетворяют перечню допустимых концентраций тяжелых металлов (кроме кадмия) для биологической очистки.

Практика показала, что в процессе биологической очистки стоков происходит значительное снижение концентрации ионов тяжелых металлов (на 40-80 %) за счет их адсорбции активным илом. Но даже без учета этого городские стоки (Q 5), содержащие промышленные и бытовые сточные воды, по концентрации ионов тяжелых металлов удовлетворяют требованиям перечня ПДК вредных веществ (кроме железа и кадмия) в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Превышение содержания железа в стоках над ПДК культурно-бытового назначения определяется подавляющим вкладом в это превышение загрязненности железом бытовых стоков.

Применение к городским сточным водам требований перечня ПДК культурно-бытового назначения имеет логическую правоту, основанную на тезисе: «стоки должны контролироваться по такому же перечню ПДК, по какому контролируется вода, поступающая на предприятия и в жилой сектор». Тем более, что ПДК ИТМ в питьевой воде (ПДКпит.) практически совпадает с их ПДК в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения

С учетом того, что ни Москва-река, ни Яуза, ни другие речки г. Москвы при всем желании нельзя отнести к водоемам рыбохозяйственного назначения, требования правил и норм охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами гальванического производства в г. Москве вполне достижимы. Для этого необходимо обеспечить нормальную работу станций нейтрализации. Если объем гальванических стоков превышает 25 % от общего объема водопотребления предприятия, то для выполнения указанных требований необходимо в гальванических цехах сократить расход воды на промывку и/или внедрить локальные установки очистки промывных вод.

Однако, к стокам, сбрасываемым в водные объекты, и даже к стокам предприятий, поступающим в городскую канализацию, повсеместно применяют требования перечня ПДК для рыбохозяйственных водоемов, что фактически делает невозможным сбрасывать питьевую воду в сточные воды без очистки. Абсурдность требований очищать сточные воды предприятий до чистоты более глубокой, чем чистота питьевой воды, вряд ли может вызвать сомнения. Однако сегодня все требования к предприятиям по чистоте стоков фактически (хотя и в несколько завуалированной форме) сводятся к тому, чтобы стоки были значительно чище, чем вода, поступающая на предприятие. Еще одним важнейшим контраргументом применения ПДК для рыбохозяйственных водоемов к сточным водам предприятий является практическая невозможность достижения такой чистоты стоков ни одним из известных методов. "Практическая" в том смысле, что применение многих методов доочистки стоков делает функционирование промышленных предприятий экономически неоправданным. Таким образом, сам факт наличия гальванического производства в составе предприятия делает его нарушителем природоохранного законодательства.

Такое положение усугубляется волюнтаристским региональным нормотворчеством. Во многих регионах устанавливаются требования к сточной воде предприятий гораздо более жесткие, чем даже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Например, в соответствии с положением «Инструкции по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и в водные объекты», утвержденной заместителем председателя Госкомприроды СССР 11 сентября 1989 г., если фактический сброс веществ со сточными водами меньше расчетного предельно допустимого сброса (ПДС), то в качестве ПДС принимается фактический сброс (п. 3.4). Данное положение региональными природоохранными органами трактуется прямолинейно, без учета главного назначения установления нормативов ПДС – недопустимости превышения ПДК, установленных нормативными документами федерального уровня, или в случае их превышения под влиянием природных факторов сохранения (не ухудшения) состава и свойств воды природного водоема. Поэтому региональные органы и позволяют себе устанавливать для стоков предприятий нормы качества на уровне практически чистой воды, например, если во время отбора проб на предприятии по какой-либо причине (простой производства, ремонт оборудования и т.п.) не образовывались загрязненные стоки. Подобные действия региональных природоохранных органов по установлению ПДС, том числе и по принципу «от достигнутого уровня» (например, в результате повышения эффективности работы очистных сооружений), отрицательно влияют на заинтересованность предприятий в улучшении качества очистки сточных вод.

Региональная самодеятельность в установлении норм качества сточных вод зачастую доходит до абсурда. Так, например, в г. Калуге ПДК цинка в стоках, направляемых в хозяйственно-бытовую канализацию, в 3 раза меньше, чем ПДК цинка в стоках ливневой канализации. И это с учетом того, что ливневые стоки сбрасываются непосредственно в реку Ока, а хозяйственно-бытовые стоки перед сбросом в природный водоем разбавляются бытовыми стоками от городской жилой застройки и проходят очистку на городских очистных сооружениях.

Для примера в табл.2 приведены сравнительные данные по ПДК ионов тяжелых металлов в стоках, сбрасываемых предприятиями в городскую канализацию, применяемые в различных странах и городах.

Из представленной таблицы видно, что не только наши вышеописанные соображения, но и практика других стран показывают крайнюю необоснованную жесткость требований, предъявляемых к качеству сточных вод российских предприятий. И это при том, что, несмотря на в тысячи раз менее жесткие требования в Европе и в США (Таблица. 2), в последние десятилетия произошло возрождение реки Рейн и резкое снижение загрязненности Великий Американских озер, где уже разрешен промысловый лов рыбы, а в нашей стране даже с учетом падения объемов промышленного производства не произошло значимых подвижек в улучшении состояния водных ресурсов.

Таблица 2. ПДК тяжелых металлов в стоках, сбрасываемых предприятиями в городскую канализацию, применяемые в различных странах и городах

Страна, город	Cu 2+	Zn 2+	Ni 2+	Cr 3+	Fe (общ)
США	2,07	1,48	2,38	-	-
Германия	0,5	2	0,5	-	3
Австрия	0,5	2	0,5	0,5	-
Европейский союз, ЕС	0,5	0,5	0,5	0,5	-
Литва	1	1	0,5	1	-
Беларусь, Минск	1	5	0,44	2,5	3,3
Российская Федерация
Киржач	0,0001	0,001	0,001	0,014	0,006
Калуга	0,0026	0,0036	0,012	0,029	1,98
Мценск	0,0009	0,04	0,028	0,01	0,1
Тула	0,0125	0,06	0,04	0,1	3,0
Казань	0,08	0,066	0,01	0,4	0,6
Орел	0,01	0,08	0,06	3,6	1
Ижевск	0,23	0,21	0,04	1,35	0,4
Сергиев Посад	0,73	0,11	0,14	2,4	1,2
Москва	0,5	2	0,5	1	3
ПДК питьевой воды	1	5	0,1	0,5	0,3
ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования	1	1	0,1	0,5	0,3
ПДК для рыбохозяйственных водоемов	0,001	0,01	0,01	0,07	0,1

Следовательно, дело не в самом снижении ПДК в промышленных стоках, а в различном подходе к сохранению качества окружающей среды. В большинстве индустриально развитых стран предприятию-водопользователю установлены такие нормативы качества сточных вод, которые он может выполнить на имеющихся сооружениях очистки стоков, причем эти нормативы для всех сооружений определенных типов и мощности – единые. Следовательно, установленные нормативы вполне достижимы и направлены на то, чтобы заставить всех (без исключения) водопользователей не превышать установленные нормы и нести ответственность за их нарушения. Кроме того, при реализации на очистных сооружениях более эффективных технологий очистки предприятие подпадают под действие поощрительных мер и налоговых льгот, что превращает предприятие в лицо, заинтересованное в природоохранных мероприятиях.

Принципиальная невозможность выполнения нормативных требований к качеству сточных вод в регионах РФ даже при реализации самых современных технологий очистки превращает практически 100% предприятий в нарушителей природного законодательства и полностью лишает их стимула добиваться улучшения экологической ситуации. Необоснованно жесткие и невыполнимые требования, несправедливые плата за загрязнение, штрафы и санкции ставят предприятия на грань банкротства.

Все это говорит о том, что необходимо существенно изменить систему управления качеством вод и водными ресурсами на федеральном и региональном уровнях, а также водное законодательство. Этот вопрос неоднократно поднимался в печати, в том числе на страницах журналов «Водоснабжение и санитарная техника» и

Вредных элементов являются установленным государственными актами нормативом санитарно-гигиенических правил. Несоблюдение указанных в нем предельных значений является правонарушением, за которое на нарушителей возлагается ответственность в соответствии с законом. Норматив ПДК в воде дает указания о тех предельных значениях загрязняющих веществ, содержание которых не влечет за собой нанесение ущерба для здоровья или жизни человека.

Основными источниками токсичных элементов являются многочисленные функционирующие предприятия промышленного комплекса. Их выбросы достаточно сильно почву и воду. Химические элементы, которые оказывают отрицательное влияние на окружающую нас среду, принято делить на группы в зависимости от степени их опасности для человека. К ним относят вещества, обладающие опасностью:

Чрезвычайной;

Высокой;

Умеренной.

Существует также группа опасных элементов.

ПДК в воде различных отражены в специально разработанных таблицах. Также существуют различные формулы, использование которых позволяет произвести расчет предельного допуска токсинов. Их применяют специалисты для осуществления контрольных мероприятий за используемой человеком водой. Такие действия может осуществить и любой из нас. Для этого достаточно проанализировать состояние питьевой воды в вашем доме и сравнить его с допустимыми нормами нахождения в ней различных элементов. Например, содержание в миллиграммах на литр не должно быть выше:

Сухого остатка - 1000;

Сульфатов - 500;

Хлоридов - 350;

Цинка - 5;

Железа - 0,3;

Марганца - 0,1;

Остаточных полифосфатов - 3,5.

Общая не должна превышать семи миллиграмм на литр.

Большое значение имеет и контроль над состоянием почвы. Именно земля служит аккумулятором и фильтром различных соединений. ПДК которые постоянно сбрасываются в почву, должна также соответствовать нормативам, так как постоянная миграция в ее верхних слоях достаточно сильно загрязняет всю окружающую среду.

Согласно в почве может находиться не более:

0,02 мг/кг бензапирена;

3 мг/кг меди;

130 мг/кг нитратов;

0,3 мг/кг толуола;

23 мг/кг цинка.

При превышении ПДК в воде, органы, занимающиеся контролем состояния окружающей среды, будут определять причину этого явления. Довольно часто на увеличение в природе количества химических веществ оказывают влияние обычные бытовые отходы. В настоящее время особенно острой является проблема очистки водоемов от соединений фосфата и азота. Для того чтобы решить эту задачу, можно использовать три различных подхода:

Химический;

Биологический;

Совокупность первых двух методов.

Доведение до нормативного значения ПДК в воде с использованием химической очистки предполагает образование металфосфатов, которые, будучи нерастворимыми, оседают на дне специальной емкости. Данный процесс происходит при помощи реагентов. Использование метода химической очистки находит широкое применение на промышленных предприятиях. Проведение данных работ возможно только специально обученными сотрудниками.

Если при очистке воды используются фосфорные или Р-бактерии, то этот метод является биологическим. Это современный натуральный подход к недопущению превышения ПДК. Специальные зоны очистных емкостей снабжаются поочередно аэробными и анаэробными бактериями. Такой метод применяется в биофильтрах, септиках и аэротенках.

Совокупность биологического и химического способов используется в очистных системах, где возникает необходимость ускорения и усиления реакций разложения нечистот.

Очень опасные токсические вещества. В наши дни, мониторинг уровня разных таких веществ особо важна в промышленных и городских районах.

Хотя все знают, что такое тяжелые металлы, не все знают какие химические элементы всё-таки входят в эту категорию. Есть очень много критерий, по которому, разные учёные определяют тяжелые металлы: токсичность, плотность, атомная масса, биохимические и геохимические циклы, распространение в природе. По одним критериям в число тяжелых металлов входят мышьяк (металлоид) и висмут (хрупкий металл).

Общие факты про тяжелые металлы

Известно более 40 элементов, которые относят к тяжелым металлам. Они имеют атомную массу больше 50 а.е. Как не странно именно эти элементы обладают большой токсичностью даже при малой кумуляции для живых организмов. V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo...Pb, Hg, U, Th...все они входят в эту категорию. Даже при их токсичности, многие из них являются важными , кроме кадмия, ртути, свинца и висмута для которых не нашли биологическую роль.

По другой классификации (а именно Н. Реймерса) тяжелые металлы - это элементы которые имеют плотность больше 8 г/см 3 . Таким образом получится меньше таких элементов: Pb, Zn, Bi, Sn, Cd, Cu, Ni, Co, Sb.

Теоретически, тяжелыми металлами можно назвать всю таблицу элементов Менделеева начиная с ванадия, но исследователи нам доказывают, что это не совсем так. Такая теория вызвана тем, что не все они присутствуют в природе в токсических пределах, да и замешательство в биологических процессах для многих минимальна. Вот почему в эту категорию многие включают только свинец, ртуть, кадмий и мышьяк. Европейская Экономическая Комиссия ООН не согласна с этим мнением и считает что тяжелые металлы это - цинк, мышьяк, селен и сурьма. Тот же Н. Реймерс считает, что удалив редкие и благородные элементы из таблицы Менделеева, остаются тяжелые металлы. Но и это тоже не правило, другие к этому классу добавляют и золото, платину, серебро, вольфрам, железо, марганец. Вот почему я вам говорю, что не всё ещё понятно по этой теме...

Обсуждая про баланс ионов различных веществ в растворе, мы обнаружим, что растворимость таких частиц связанно со многими факторами. Главные факторы солюбилизации являются рН, наличие лигандов в растворе и окислительно-восстановительный потенциал. Они причастны к процессам окисления этих элементов с одной степени окисления к другой, в которой растворимость иона в растворе выше.

В зависимости от природы ионов, в растворе могут происходить различные процессы:

• гидролиз,
• комплексообразование с разными лигандами;
• гидролитическая полимеризация.

Из-за этих процессов, ионы могут переходить в осадок или оставаться стабильными в растворе. От этого зависит и каталитические свойства определённого элемента, и его доступность для живых организмов.

Многие тяжелые металлы образуют с органическими веществами довольно стабильные комплексы. Эти комплексы входят в механизм миграции этих элементов в прудах. Почти все хелатные комплексы тяжелых металлов устойчивы в растворе. Также, комплексы почвенных кислот с солями разных металлов (молибден, медь, уран, алюминий, железо, титан, ванадий) имеют хорошую растворимость в нейтральной, слабощелочной и слабокислой среды. Это факт очень важен, потому что такие комплексы могут продвигаться в растворенном состоянии на большие расстояния. Самые подверженные водные ресурсы - это маломинерализованные и поверхностные водоёмы, где не происходит образование других таких комплексов. Для понимания факторов, которые регулируют уровень химического элемента в реках и озерах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю свободных и связанных форм металла.

В результате миграции тяжелых металлов в металлокомплексы в растворе могут произойти такие последствия:

1. В первых, увеличивается кумуляция ионов химического элемента за счёт перехода этих из донных отложений в природные растворы;
2. Во вторых, возникает возможность изменения мембранной проницаемости полученных комплексов в отличие от обычных ионов;
3. Также, токсичность элемента в комплексной форме может отличаться от обычной ионной формы.

Например, кадмий, ртуть и медь в хелатные формы, имеют меньшую токсичность, чем свободные ионы. Вот почему не правильно говорить о токсичности, биологической доступности, химической реакционной способности только по общему содержанию определённого элемента, при этом, не учитывая долю свободных и связанных форм химического элемента.

Откуда же берутся тяжелые металлы в нашу среду обитания? Причины присутствия таких элементов могут быть сточные воды с разных промышленных объектов занимающийся черной и цветной металлургией, машиностроением, гальванизацией. Некоторые химические элементы входят в состав пестицидов и удобрений и таким образом могут быть источником загрязнения местных прудов.

А если войти в тайны химии, то самым главным виновником повышения уровня растворимых солей тяжелых металлов является кислотные дожди (закисление). Понижение кислотности среды (уменьшение рН) тянет за собою переход тяжелых металлов из малорастворимых соединений (гидроксиды, карбонаты, сульфаты) в более хорошо растворимые (нитраты, гидросульфаты, нитриты, гидрокарбонаты, хлориды) в почвенном растворе.

Ванадий (V)

Надо отметить в первую очередь, что загрязнение этим элементом натуральными способами маловероятна, потому что этот элемент очень рассеян в Земной коре. В природе обнаруживается в асфальтах, битумах, углях, железных рудах. Важным источником загрязнения является нефть.

Содержание ванадия в природных водоёмах

Природные водоёмы содержит ничтожное количество ванадия:

• в реках - 0,2 - 4,5 мкг/л,
• в морях (в среднем) - 2 мкг/л.

В процессах перехода ванадия в растворённом состоянии очень важны анионные комплексы (V 10 O 26) 6- и (V 4 O 12) 4- . Также очень важны растворимые ванадиевые комплексы с органическими веществами, типа гумусовых кислот.

Предельно-допустимая концентрация ванадия для водной среды

Ванадий в повышенных дозах очень вреден для человека. Предельно-допустимая концентрация для водной среды (ПДК) составляет 0,1 мг/л, а в рыбохозяйственных прудах, ПДК рыбхоз ещё ниже - 0,001 мг/л.

Висмут (Bi)

Главным образом, висмут может поступать в реки и озера в результате процессов выщелачивания минералов содержащих висмут. Есть и техногенные источники загрязнения этим элементом. Это могут быть предприятия по производству стекла, парфюмерной продукций и фармацевтические фабрики.

Содержание висмута в природных водоёмах

• Реки и озера содержат меньше микрограмма висмута на литр.
• А вот подземные воды могут содержать даже 20 мкг/л.
• В морях висмут как правило не превышает 0,02 мкг/л.

Предельно-допустимая концентрация висмута для водной среды

ПДК висмута для водной среды - 0,1 мг/л.

Железо (Fe)

Железо - химический элемент не редкий, оно содержится во многих минералах и пород и таким образом в природных водоёмах уровень этого элемента повыше других металлов. Оно может происходить в результате процессов выветривания горных пород, разрушения этих пород и растворением. Образуя разные комплексы с органическими веществами из раствора, железо может быть в коллоидальном, растворённом и в взвешенном состояниях. Нельзя не упомнить про антропогенные источники загрязнения железом. Сточные воды с металлургических, металлообрабатывающих, лакокрасочных и текстильных заводов зашкаливают иногда из-за избытка железа.

Количество железа в реках и озерах зависит от химического состава раствора, рН и частично от температуры. Взвешенные формы соединений железа имеют размер более 0,45 мкг. Основные вещества которые входят в состав этих частиц являются взвеси с сорбированными соединениями железа, гидрата оксида железа и других железосодержащих минералов. Более малые частицы, то есть коллоидальные формы железа, рассматриваются совместно с растворенными соединениями железа. Железо в растворённом состоянии состоит из ионов, гидроксокомплексов и комплексов. В зависимости от валентности замечено что Fe(II) мигрирует в ионной форме, а Fe(III) в отсутствии разных комплексов остаётся в растворённом состоянии.

В балансе соединений железа в водном растворе, очень важно и роль процессов окисления, так химического так и биохимического (железобактерии). Эти бактерии ответственны за переход ионов железа Fe(II) в состояние Fe(III). Соединения трехвалентного железа имеют склонность гидролизовать и выпадать в осадок Fe(OH) 3 . Как Fe(II), так и Fe(III) склоны к образованию гидроксокомплексов типа - , + , 3+ , 4+ , + , в зависимости от кислотности раствора. В нормальных условиях в реках и озерах, Fe(III) находятся в связи с разными растворёнными неорганическими и органическими веществами. При рН больше 8, Fe(III) переходит в Fe(OH) 3 . Коллоидные формы соединений железа самые малоизучены.

Содержание железа в природных водоёмах

В реках и озерах уровень железа колеблется на уровне n*0,1 мг/л, но может повыситься вблизи болот до несколько мг/л. В болотах железо концентрируется в форме солей гуматов (соли гуминовых кислот).

Подземные водохранилища с низким рН содержат рекордные количества железа - до нескольких сотен миллиграммов на литр.

Железо - важный микроэлемент и от него зависят разные важные биологические процессы. Оно влияет на интенсивность развития фитопланктона и от него зависит качество микрофлоры в водоёмах.

Уровень железа в реках и озерах имеет сезонный характер. Самые высокие концентрации в водоёмах наблюдаются зимою и летом из-за стагнации вод, а вот весною и осенью заметно снижается уровень этого элемента по причине перемешивания водных масс.

Таким образом, большое количество кислорода ведёт к окислению железа с двухвалентной формы в трехвалентной, формируясь гидроксид железа, который падает в осадок.

Предельно-допустимая концентрация железа для водной среды

Вода с большим количеством железа (больше 1-2 мг/л) характеризуется плохими вкусовыми качествами. Она имеет неприятный вяжущий вкус и непригодна для промышленных целей.

ПДК железа для водной среды - 0,3 мг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - 0,1 мг/л.

Кадмий (Cd)

Загрязнение кадмием может возникнуть во время выщелачивания почв, при разложения разных микроорганизмов которые его накапливают, а также из-за миграции из медных и полиметаллических руд.

Человек тоже виноват в загрязнении этим металлом. Сточные воды с разных предприятий занимающеюся рудообогащением, гальваническим, химическим, металлургическим производством могут содержать большие количества соединений кадмия.

Естественные процессы по снижению уровня соединений кадмия являются сорбция, его потребление микроорганизмами и выпадение в осадок малорастворимого карбоната кадмия.

В растворе, кадмий находится, как правило, в форме органо-минеральных и минеральных комплексов. Сорбированные вещества на базе кадмия - важнейшие взвешенные формы этого элемента. Очень важна миграция кадмия в живых организмов (гидробиониты).

Содержание кадмия в природных водоёмах

Уровень кадмия в чистых реках и озерах колеблется на уровне меньше микрограмма на литр, в загрязнённых водах уровень этого элемента доходит до нескольких микрограммов на литр.

Некоторые исследователи считают, что кадмий, в малых количествах, может быть важным для нормального развития животных и человека. Повышенные концентрации кадмия очень опасных для живых организмов.

Предельно-допустимая концентрация кадмия для водной среды

ПДК для водной среды не превышает 1 мкг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - меньше 0,5 мкг/л.

Кобальт (Co)

Реки и озера могут загрязниться кобальтом как следствие выщелачивания медных и других руд, из почв во время разложения вымерших организмов (животные и растения), ну и конечно же в результате активности химических, металлургических и металлообрабатывающих предприятии.

Главные формы соединений кобальта находится в растворенном и взвешенном состояниях. Вариации между этими двумя состояниями могут происходить, из-за изменений рН, температуры и состава раствора. В растворённом состоянии, кобальт содержится в виде органических комплексов. Реки и озера имеют характерность, что кобальт представлен двухвалентным катионом. При наличии большого количества окислителей в растворе, кобальт может окисляться до трехвалентного катиона.

Он входит в состав растений и животным, потому что играет важную роль в их развитии. Входит в число основных микроэлементов. Если в почве наблюдается дефицит кобальта, то его уровень в растениях будет меньше обычного и как следствие могут появиться проблемы со здоровьем у животных (возникает риск возникновения малокровия). Этот факт наблюдается особенно в таежно-лесной нечерноземной зоне. Он входит в состав В 12 , регулирует усвоение азотистых веществ, повышает уровень хлорофилла и аскорбиновой кислоты. Без него растения не могут наращивать необходимое количество белка. Как и все тяжелые металлы, он может быть токсичным в больших количествах.

Содержание кобальта в природных водоёмах

• Уровень кобальта в реках варьирует от несколько микрограммов до миллиграммов на литр.
• В морях в среднем уровень кадмия - 0,5 мкг/л.

Предельно-допустимая концентрация кобальта для водной среды

ПДК кобальта для водной среды - 0,1 мг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - 0,01 мг/л.

Марганец (Mn)

Марганец поступает в реки и озера по таким же механизмам, как и железо. Главным образом, освобождение этого элемента в растворе происходит при выщелачивании минералов и руд, которые содержат марганец (черная охра, браунит, пиролюзит, псиломелан). Также марганец может поступать вследствие разложения разных организмов. Промышленность имеет, думаю, самую большую роль в загрязнении марганцем (сточные воды с шахт, химическая промышленность, металлургия).

Снижение количества усваиваемого металла в растворе происходит, как и в случае с другими металлами при аэробных условиях. Mn(II) окисляется до Mn(IV), вследствие чего выпадает в осадок в форме MnO 2 . Важными факторами при таких процессах считаются температура, количество растворённого кислорода в растворе и рН. Снижение растворённого марганца в растворе может возникнуть при его употреблении водорослями.

Мигрирует марганец в основном в форме взвеси, которые, как правило, говорят о составе окружающих пород. В них он содержится как смесь с другими металлами в виде гидроксидов. Преобладание марганца в коллоидальной и растворенной форме говорят о том что он связан с органическими соединениями образуя комплексы. Стабильные комплексы замечаются с сульфатами и бикарбонатами. С хлором, марганец образует комплексы реже. В отличие от других металлов, он слабее удерживается в комплексах. Трехвалентный марганец образует подобные соединения только при присутствии агрессивных лигандов. Другие ионные формы (Mn 4+ , Mn 7+)менее редки или вовсе не встречаются в обычных условиях в реках и озерах.

Содержание марганца в природных водоёмах

Самыми бедными в марганце считаются моря - 2 мкг/л, в реках содержание его больше - до 160 мкг/л, а вот подземные водохранилища и в этот раз являются рекордсменами - от 100 мкг до несколько мг/л.

Для марганца характерны сезонные колебания концентрации, как и у железа.

Выявлено множество факторов, которые влияют на уровень свободного марганца в растворе: связь рек и озер с подземными водохранилищами, наличие фотосинтезирующих организмов, аэробные условия, разложение биомассы (мертвые организмы и растения).

Немаловажная биохимическая роль этого элемента ведь он входит в группу микроэлементов. Многие процессы при дефиците марганца угнетаются. Он повышает интенсивность фотосинтеза, участвует в метаболизме азота, защищает клетки от негативного воздействия Fe(II) при этом окисляя его в трехвалентную форму.

Предельно-допустимая концентрация марганца для водной среды

ПДК марганца для водоёмов - 0,1 мг/л.

Медь (Cu)

Такой важной роли для живых организмов не имеет ни один микроэлемент! Медь - один из самых востребованных микроэлементов. Он входит в состав многих ферментов. Без него почти ничего не работает в живом организме: нарушается синтез протеинов, витаминов и . Без него растения не могут размножаться. Всё-таки избыточное количество меди вызывает большие интоксикации во всех типов живых организмов.

Уровень меди в природных водоёмах

Хотя медь имеет две ионные формы, чаще всего в растворе встречается Cu(II). Обычно, соединения Cu(I) трудно растворимые в растворе (Cu 2 S, CuCl, Cu 2 O). Могут возникнуть разные акваионны меди при наличии всяких лигандов.

При сегодняшнем высоком употреблении меди в промышленности и сельское хозяйство, этот металл может послужить причиной загрязнения окружающей среды. Химические, металлургические заводы, шахты могут быть источниками сточных вод с большим содержанием меди. Процессы эрозии трубопроводов тоже имеют свои вклад в загрязнении медью. Самыми важными минералами с большим содержанием меди считаются малахит, борнит, халькопирит, халькозин, азурит, бронтантин.

Предельно-допустимая концентрация меди для водной среды

ПДК меди для водной среды считается 0,1 мг/л, в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз меди уменьшается до 0,001 мг/л.

Молибден (Mo)

Во время выщелачивания минералов с высоким содержанием молибдена, освобождаются разные соединения молибдена. Высокий уровень молибдена может замечаться в реках и озерах, которые находятся рядом с фабриками по обогащению и предприятиями занимающиеся цветной металлургией. Из-за разных процессов осаждения труднорастворимых соединений, адсорбции на поверхности разных пород, а также употребления водными водорослями и растениями, его количество может заметно уменьшится.

В основном в растворе, молибден может находиться в форме аниона MoO 4 2- . Есть вероятность присутствия молибденоорганических комплексов. Из-за того что при окисления молибденита формируются рыхлые мелкодисперсные соединения, повышается уровень коллоидального молибдена.

Содержание молибдена в природных водоёмах

Уровень молибдена в реках колеблется между 2,1 и 10,6 мкг/л. В морях и океанах его содержание - 10 мкг/л.

При малых концентрациях, молибден помогает нормальному развитию организма (так растительного, как и животного), ведь он входит в категорию микроэлементов. Также он является составной частью разных ферментов как ксантиноксилазы. При недостатке молибдена возникает дефицит этот фермента и таким образом могут проявляться отрицательные эффекты. Избыток этого элемента тоже не приветствуется, потому что нарушается нормальный обмен веществ.

Предельно-допустимая концентрация молибдена для водной среды

ПДК молибдена в поверхностных водоёмах должен не превышать 0,25 мг/л.

Мышьяк (As)

Загрязнены мышьяком в основном районы, которые находятся близко к минеральным рудников с высоким содержанием этого элемента (вольфрамовые, медно-кобальтовые, полиметаллические руды). Очень малое количество мышьяка может произойти при разложении живых организмов. Благодаря водным организмам, он может усваиваться этими. Интенсивное усваивание мышьяка из раствора замечается в период бурного развития планктона.

Важнейшими загрязнителями мышьяком считаются обогатительная промышленность, предприятия по производству , красителей, а также сельское хозяйство.

Озера и реки содержат мышьяк в два состояния: во взвешенном и растворённом. Пропорции между этими формами может меняться в зависимости от рН раствора и химической композиции раствора. В растворённом состоянии, мышьяк может быть трехвалентном или пятивалентном, входя в анионные формы.

Уровень мышьяка в природных водоёмах

В реках, как правило, содержание мышьяка очень низкое (на уровне мкг/л), а в морях - в среднем 3 мкг/л. Некоторые минеральные воды могут содержать большие количества мышьяка (до несколько миллиграммов на литр).

Больше всего мышьяка могут, содержат подземные водохранилища - до несколько десяток миллиграммов на литр.

Его соединения очень токсичны для всех животных и для человека. В больших количествах, нарушаются процессы окисления и транспорт кислорода к клеткам.

Предельно-допустимая концентрация мышьяка для водной среды

ПДК мышьяка для водной среды - 50 мкг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - тоже 50 мкг/л.

Никель (Ni)

На содержание никеля в озерах и реках влияют местные породы. Если рядом с водоёмом находятся месторождения никелевых и железно-никелевых руд концентрации могут быть и ещё больше нормального. Никель может поступить в озера и реки при разложении растениях и животных. Сине-зеленые водоросли содержат рекордные количества никеля по сравнению с другими растительными организмами. Важные отходные воды с высоким содержанием никеля освобождаются при производстве синтетического каучука, при процессах никелирования. Также никель в больших количествах освобождается во время сжигания угля, нефти.

Высокий рН может послужить причиной осаждения никеля в форме сульфатов, цианидов, карбонатов или гидроксидов. Живые организмы могут снизить уровень подвижного никеля, употребляя его. Важны и процессы адсорбции на поверхности пород.

Вода может содержать никель в растворённой, коллоидальной и взвешенной формах (баланс между этими состояниями зависит от рН среды, температуры и состава воды). Гидроксид железа, карбонат кальция, глина хорошо сорбируют соединения содержащие никель. Растворённый никель находится в виде комплексов с фульвовой и гуминовой кислот, а также с аминокислотами и цианидами. Самой стабильной ионной формой считается Ni 2+ . Ni 3+ , как правило, формируется при большом рН.

В середине 50ых годов никель был внесён в список микроэлементов, потому что он играет важную роль в разных процессах как катализатор. В низких дозах он имеет положительный эффект на кроветворные процессы. Большие дозы всё-таки очень опасны для здоровья, ведь никель - канцерогенный химический элемент и может спровоцировать разные заболевания дыхательной системы. Свободный Ni 2+ более токсичный, чем в форме комплексов (примерно в 2 раза).

Уровень никеля в природных водоёмах

Предельно-допустимая концентрация никеля для водной среды

ПДК никеля для водной среды - 0,1 мг/л, а вот в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - 0,01 мг/л.

Олово (Sn)

Природными источниками олова являются минералы, которые содержат этот элемент (станнин, касситерит). Антропогенными источниками считаются заводы и фабрики по производству разных органических красок и металлургическая отрасль работающая с добавлением олова.

Олово - малотоксичный металл, вот почему употребляя пищу из металлических консервов мы не рискуем своим здоровьем.

Озера и реки содержат меньше микрограмма олова на литр воды. Подземные водохранилища могут содержать и несколько микрограммов олова на литр.

Предельно-допустимая концентрация олова для водной среды

ПДК олова для водной среды - 2 мг/л.

Ртуть (Hg)

Главным образом, повышенный уровень ртути в воде замечается в районах где есть месторождения ртути. Самые частые минералы - ливингстонит, киноварь, метациннабарит. Сточная вода с предприятий по производству разных лекарств, пестицидов, красителей может содержать важные количества ртути. Другим важным источником загрязнения ртутью считаются тепловые электростанции (которые используют как горючее уголь).

Его уровень в растворе уменьшается главным образом за счёт морских животных и растений, которые накапливают и даже концентрировать ртуть! Иногда содержание ртути в морских обитателей поднимается в несколько раз больше чем в морской среде.

Природная вода содержит ртуть в две формы: взвешенную (в виде сорбированных соединений) и растворённую (комплексные, минеральные соединения ртути). В определённых зонах океанов, ртуть может появляться в виде метилртутных комплексов.

Ртуть и его соединения очень токсичны. При больших концентрациях, имеет отрицательное действие на нервную систему, провоцирует изменения в крови, поражает секрецию пищеварительного тракта и двигательную функцию. Очень опасны продукты переработки ртути бактериями. Они могут синтезировать органические вещества на базе ртути, которые во много раз токсичнее неорганических соединений. При употреблении рыбы, соединения ртути могут попасть в наш организм.

Предельно-допустимая концентрация ртути для водной среды

ПДК ртути в обычной воде - 0,5 мкг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - меньше 0,1 мкг/л.

Свинец (Pb)

Реки и озера могут загрязняться свинцом натуральным путём при смывании минералов свинца (галенит, англезит, церуссит), так и антропогенным путём (сжигание угля, применение тетраэтилсвинца в топливе, сбросы фабрик по рудообогащению, сточные воды с шахт и металлургических заводов). Осаждение соединений свинца и адсорбция этих веществ на поверхности разных пород являются важнейшими натуральными методами понижения его уровня в растворе. Из биологических факторов, к уменьшению уровня свинца в растворе ведут гидробионты.

Свинец в реках и озерах находится во взвешенной и растворённой форме (минеральные и органоминеральные комплексы). Также свинец находится в виде нерастворимых веществ: сульфаты, карбонаты, сульфиды.

Содержание свинца в природных водоёмах

Про токсичность этого тяжелого металла мы наслышаны. Он - очень опасный даже при малых количествах и может стать причиной интоксикации. Проникновение свинца в организм осуществляется через дыхательную и пищеварительную систему. Его выделение из организма протекает очень медленно, и он способен накапливаться в почках, костях и печени.

Предельно-допустимая концентрация свинца для водной среды

ПДК свинца для водной среды - 0,03 мг/л, а в рыбохозяйственных прудах ПДК рыбхоз - 0,1 мг/л.

Тетраэтилсвинец

Он служит в качестве антидетонатора в моторном топливе. Таким образом, основными источниками загрязнения этим веществом - транспортные средства.

Это соединение - очень токсичное и может накапливаться в организме.

Предельно-допустимая концентрация тетраэтилсвинца для водной среды

Предельно-допустимый уровень этого вещества приближается к нулю.

Тетраэтилсвинец вообще не допускается в составе вод.

Серебро (Ag)

Серебро главным образом попадает в реки и озера из подземных водохранилищах и как следствие сброса сточных вод с предприятий (фотопредприятия, фабрики по обогащению) и рудников. Другим источником серебра могут быть альгицидные и бактерицидные средства.

В растворе, самые важные соединения являются галоидные соли серебра.

Содержание серебра в природных водоёмах

В чистых реках и озерах, содержание серебра - меньше микрограмма на литр, в морях - 0,3 мкг/л. Подземные водохранилища содержат до несколько десяток микрограммов на литр.

Серебро в ионной форме (при определённых концентрациях) имеет бактериостатический и бактерицидный эффект. Для того чтобы можно было стерилизовать воду при помощи серебра, его концентрация должна быть больше 2*10 -11 моль/л. Биологическая роль серебра в организм ещё недостаточно известна.

Предельно-допустимая концентрация серебра для водной среды

Предельно-допустимая серебра для водной среды - 0,05 мг/л.

ПДКВ - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/л. Эта концентрация не должа оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей жизни, а также на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования. ПДКВ.р. - Предельно допустимая концентрация вещества в воде водоёма, используемого для рыбохозяйственных целей, мг/л.
Оценка качества водных экосистем основана на нормативных и директивных документах, использующих прямые гидрогеохимические оценки. В табл. 2.4 в качестве примера приведены критерии оценки химического загрязнения поверхностных вод.
Для воды установлены предельно допустимые концентрации более чем 960 химических соединений, которые объедееинены в три группы по следующим лимитирующим показателям вредности (ЛПВ): санитарно-токсикологическому (с.-т.); общесанитарному (общ.); органолептическому (орг.).
ПДК некоторых вредных веществ в водной среде представлены в табл. 2.1.4.
Самые высокие требования предъявляются к питьевой воде. Государственный стандарт на воду, используемую для питья и в пищевой промышленности (СанПиН 2.1.4.1074-01), определяет благоприятные для человека органолептические показатели воды: вкус, запах, цвет, прозрачность, а также безвредность её химического состава и эпидемиологическую безопасность.
Таблица 2.1.4
ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и
культурно-бытового водопользования, мг/л
(ГН 2.1.5.689-98)

Вещества	ЛПВ	пдк
1	2	3
/>Бор	С.-т.	0,5
Бром	С.-т.	0,2
Висмут	С.-т.	0,1
Гексахлорбензол	С.-т.	0,05
Диметиламин	С.-т.	0,1
Дифтордихлорметан (фреон)	С.-т.	10
Диэтиловый эфир	Орг.	0,3
Железо	Орг.	0,3
Изопрен	Орг.	0,005
Кадмий	С.-т.	0,001
Карбофос	Орг.	0,05
Керосин:
Окисленный	Орг.	0,01
Осветительный (ГОСТ 4753-68)	Орг.	0,05
Технический	Орг.	0,001
Кислота:
Бензойная	Общ.	0,6
Дифенилуксусная	Общ.	0,5
Масляная	Общ.	0,7
Муравьиная	Общ.	3,5
Уксусная	Общ.	1,2
Кислоты жирные синтетические	Общ.	0,1
С5-С20
Марганец	Орг.	0,1
Медь	Орг.	1
Метанол	С-т.	3
Молибден	С-т.	0,25
Мочевина	Общ.	1
Нафталин	Орг.	0,01
Нефть:
Многосернистая	Орг.	0,1
Прочная	Орг.	0,3
Нитраты по:
NO3-	С-т.	45
NO2-	С-т.	3,3
Полиэтиленамин	С-т.	0,1
Тиоцианаты	С-т.	0,1
Ртуть	С-т.	0,0005
Свинец	С-т.	0,03
Сероуглерод	Орг.	1
Скипидар	Орг.	0,2
Сульфиды	Общ.	Отсутствие
Тетраэтилсвинец	С-т.	Отсутствие
Трибутилфосфат	Общ.	0,01

Питьевая вода в любое время года не должна содержать менее 4 г/м кислорода, а наличие в ней минеральных примесей (мг/л) не должно превышать: сульфатов (SO4 -) - 500; хлоридов (Cl -) - 350; железа (Fe2+ + Fe3+) - 0,3; марганца (Mn2+) - 0,1; меди (Cu2+) - 1,0; цинка (Zn2+) - 5,0; алюминия (Al) - 0,5; метафосфатов (PO3 ") - 3,5; фосфатов (PO4
3") - 3,5; сухого остатка - 1000. Таким образом, вода пригодная для питья, если ее общая минерализованность не превышает 1000 мг/л. Очень малая минерализованность воды (ниже 1000 мг/л) тоже ухудшает её вкус, а вода, вообще лишённая солей (дистиллированная), вредна для здоровья, так как её употребление нарушает пищеварение и деятельность желез внутренней секреции. Иногда по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается содержание сухого остатка до 1500 мг/л.
Показатели, характеризующие загрязнение водоёмов и питьевой воды веществами, отнесёнными к 3 и 4 классам опасности, а также физико-химические свойства и органолептические характеристики воды относятся к дополнительным. Их используют для подтверждения степени интенсивности антропогенного загрязнения водоисточников, установленного по приоритетным показателям.
Применение различнх критериев оценки качества вод должно основываться на преимуществе требований того водопользования, чьи критерии жестче. Например, если водный объект одновременно служит для питьевых и рыбохозяйственных целей, то к оценке качества вод могут предъявлять более строгие требования (экологические и рыбохозяйственные).
ПХЗ-10 (показатель химического загрязнения). Этот показатель особенно важен для территорий, где загрязнение химическими веществами наблюдается сразу по нескольким веществам, каждый из которых многократно превышает ПДК. Его расчитывают только при выявлении зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.
Расчет ведут по десяти соединениям, максимально превышающим ПДК, по формуле:
ПХЗ-10 = С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + С3/ПДК3 + ...С10/ПДК10,
где Сь С2, С3 ... Сю - концентрация химических веществ в воде: ПДК- рыбохозяйственные.
При определении ПХЗ-10 для химических веществ, по которым относительно удовлетворительное значение загрязнения вод отсутствует, отношение С/ПДК условно принимают равным 1.
Для установления ПХЗ-10 рекомендуют проводить анализ воды по максимально возможному числу показателей.
В дополнительные показатели включены общепринятые физикохимические и биологические характеристики, дающие общее представление о составе и качестве вод. Эти показатели используют для дополнительной характеристики процессов, происходящих в водных объектах. Кроме того, в дополнительные характеристики включают показатели, учитывающие способность загрязняющих веществ накапливаться в донных отложениях и гидробионтах.
Коэффициент донной аккумуляции КДА вычисляют по формуле:
КДА = Сд.о./Св,
где Сд. о. и Св - концентрация загрязняющих веществ соответственно в донных отложениях и воде.
Коэффициент накопления в гидробионтах:
Кн = Сг/Св,
где Сг - концентрация загрязняющих веществ в гидробионтах.
Критические концентрации химических веществ (КК) определяют по методике определения критических концентраций загрязняющих веществ, разработанной Госкомгидрометом в 1983 г.
Усредненные значения КК некоторых загрязняющих веществ составляют, мг/л: медь - 0,001 ...0,003; кадмий - 0,008... 0,020; цинк - 0,05...0,10; ПХБ - 0,005; бенз(а)пирен - 0,005.
При оценке состояния водных экосистем достаточно надежными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества.
При выделении рассматриваемых зон используют показатели по бактерио-, фито-, и зоопланктону, а также по ихтиофауне. Кроме того, для определения степени токсичности вод применяют интегральный показатель - биотестирование (на низших ракообразных). При этом соответствующая токсичность водной массы должна наблюдаться во всех основных фазах гидрологического цикла.
Основные показатели по фито- и зоопланктону, а также по зообентосу приняты на основании данных региональных служб гидробиологического контроля, характеризующих степень экологической деградации пресноводных экосистем.
Параметры показателей, предлагаемые для выделения на данной территории зон, должны формироваться на материалах достаточно продолжительных наблюдений (не менее трёх лет).
Следует иметь в виду, что индикаторные значения видов могут быть различны в разных климатических зонах.
При оценке состояния водных экосистем важны показатели по ихтиофауне, особенно для уникальных, особо охраняемых водных объектов и водоёмов первой и высшей рыбохозяйственной категории.
БПК - биологическая потребность в кислороде - количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг О2 /л воды (БПКп - за 20 суток, БПК5 - за 5 суток).
Окислительный процесс в этих условиях осуществляется за счет микроорганизмов, использующих органические компоненты в качестве пищи. Метод БПК состоит в следующем. Исследуемую сточную воду после двухчасового отстаивания разбавляют чистой водой, взятой в таком количестве, чтобы содержащегося в ней кислорода с избытком хватило для полного окисления всех органических веществ в сточной воде. Определив содержание растворенного кислорода в полученной смеси, её оставляют в закрытой склянке на 2, 3, 5, 10, 15 суток, определяя содержание кислорода по истечении каждого из перечисленных периодов времени (период инкубации). Уменьшение количества кислорода в воде показывает, сколько его за это время израсходавано на окисление органических веществ, находящихся в сточной воде. Это количество, отнесенное к 1 л сточной воды, и является показателем биохимического потребления кислорода сточной водой за данный промежуток времени (БПК2, БПКз, БПК5, БПКю, БПК15).
Следует отметить, что биохимическое потребление кислорода не включает его расход на нитрификацию. Поэтому полное БПК следует проводить до начала нитрификации, которая начинается обычно спустя 15-20 суток. БПК сточных вод рассчитывается по формуле:
БПК = [(а1 ~ Ь1) ~ (а2 ~ b2)] Х 1000
V ’
где ai - концентрация кислорода в подготовленной для определения пробе в начале инкубации (в «нулевой день »), мг/л; а2 - концентрация кислорода в разбавляющей воде в начале инкубации, мг/л; b1 - концентрация кислорода в пробе в конце инкубации, мг/л; b2 - концентрация кислорода в разбавляющей воде в конце инкубации, мг/л; V - объем сточной воды, содержащейся в 1 л пробы, после всех произведенных разбавлений, мл.
ХПК - химическая потребность в кислороде, определенная би- хроматным методом, т.е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/л воды.
Химическое потребление кислорода, выраженное числом миллиграммов кислорода на 1 л сточной воды, вычисляют по формуле:
Хпк - 8(а - b)х N1000
V ’
где а - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование в холостом опыте, мл; b - объем того же раствора, израсходованного на титрование пробы, мл; N - нормальность титрованного раствора соли Мора; V - объем анализируемой сточной воды, мл; 8 - эквивалент кислорода.
По отношению БПКп/ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.