Комплексная оценка степени загрязнения (качества) воды в нормативных документах РФ

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2009. Вып. 2

Экологические проблемы и природопользование

УДК 556.5

О.В. Гагарина

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ (КАЧЕСТВА) ВОДЫ В НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТАХ РФ

Приводится исторический обзор нормативных документов РФ по вопросу комплексной оценки качества вод, акцентируется внимание на разобщенности ведомственных нормативов по этому вопросу и незавершенности терминологии.

Ключевые слова: оценка качества вод, гидрохимический фон, целевые показатели качества воды.

С периода появления в научной литературе сведений о комплексных показателях (70-е гг. XIX в.) и по настоящее время наберется немного официальных документов, где упоминается о комплексной оценке загрязненности воды.

Первоначально комплексная оценка степени загрязнения воды проводилась по отдельным санитарно-химическим показателям. Надо заметить, что именно санитарно-химические исследования были первыми исследованиями в России, которые осуществлялись в целях оценки состояния водных объектов.

Первые нормативные документы в этой области разрабатывались Министерством здравоохранения. Так, в 1984 г. выходят «Методические указания по гигиенической оценке малых рек и санитарному контролю за мероприятиями по их охране в местах водопользования» №3180-84, где в приложении 2 дается гигиеническая классификация малых рек по степени загрязнения [7]. Аналогичная оценка степени загрязнения воды была предпринята и в СанПиН № 4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения», следующем нормативном документе, выпущенным Минздравом в 1988 г. [14]. Однако в действующем на сегодня варианте Сан-ПиН в этой области - СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» [13] от комплексной оценки степени загрязненности водных объектов уже отказались.

По мнению автора этой статьи, указанная классификация водных объектов по степени загрязненности (качества) воды - наиболее успешный подобный опыт в российских официальных документах. Оценочные показатели загрязнения представлены как гидрохимическими, так и микробиологическими критериями и отражают наиболее важные аспекты состояния водного объекта.

Приятность воды при употреблении контролируется по запаху, способность к самоочищению водного объекта - по содержанию легкоокисляемой

органики (в пересчете на БПКполн. ) и содержанию растворенного кислорода, химическая безвредность воды - по содержанию токсичных примесей, эпидемиологическая безопасность воды - по содержанию индикаторной группы микроорганизмов (числу лактоположительных кишечных палочек).

Учитываемые показатели качества воды, соответствующая степень загрязнения и индекс загрязнения (от 1 до 3), представленные в приложении 3 этих СанПиН, приводятся в табл.1.

Таблица 1

Г игиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения согласно СанПиН 4630-88 [14]

Степень загрязне- ния Оценочные показатели загрязнения для водных объектов I и II категорий* Индекс загрязнения

Органолептический Токсико- логический Санитарный режим Бакте- рио- логиче- ский

Запах, привкус в баллах Степень превышения ПДКорг. Степень превышения ПДКтокс. БПК20, мгО/л Растворенный кислород мг/л Число лакто-поло-житель-ных кишечных палочек в 1 л воды

I II

Допусти- мая 2 1 1 3 6 4 менее104 0

Умерен- ная 3 4 3 6 8 3 104-105 1

Высокая 4 8 10 8 10 2 105-106 2

Чрезвы- чайно высокая >4 >8 100 >8 >10 1 более 106 3

Примечание. *К первой категории относится использование водного объекта в качестве источника централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко второй категории - использование водного объекта для культурно-бытовых целей населения, рекреации, спорта, а также использование водных объектов, находящихся в черте населенных пунктов.

С 80-х гг. XX в. для оценки степени загрязненности воды начинают использоваться комплексные (обобщенные) показатели.

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2009. Вып. 2

В 1986 г. были утверждены «Временные методические указания.» [3], которые официально регламентируют для использования в СССР в качестве комплексного показателя качества воды - гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ).

В 1992 г. появляется методика Министерства природных ресурсов РФ «Критерии оценки экологической обстановки..» [5], где для характеристики загрязнения водных объектов используется формализованный суммарный показатель химического загрязнения вод (ПХЗ-10). Применение ПХЗ-10 ограничено - он рассчитывается только при выявлении зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.

Расчет производится по десяти соединениям, максимально превышающим ПДК, по следующей формуле:

С с2 с3 с10

1 -+——+——+•••+- 10

ПХЗ - 10:

ПДК, ПДК 2 ПДКз ПДК10

V /

где: ПДК - рыбохозяйственные; С, - концентрация химических веществ в воде.

При определении ПХЗ-10 для химических веществ, по которым «относительно удовлетворительный» уровень загрязнения вод определяется как их «отсутствие», отношение С1/ПДК1 условно принимается равным 1. Для установления ПХЗ-10 рекомендуется проводить анализ воды по максимально возможному числу показателей. При этом ПХЗ-10 рассчитывается отдельно для веществ 1-2-го и 3-4-го классов опасности. Полученное значение ПХЗ-10 загрязненности вод соответствует тому или иному параметру состояния окружающей среды (табл. 2).

Таблица 2

Оценка степени химического загрязнения поверхностных вод по величине ПХЗ [5]

Показатель Параметры

Экологическое бедствие Чрезвычайная экологическая ситуация Относительно удовлетворительная ситуация

ПХЗ-10: 1-2-й класс опасности более 80 35-80 1

3-4-й класс опасности более 500 500 10

Однако В.К.Шитиков с соавторами, описывая данный показатель, обращают внимание на категоричность авторов методики в плане применения ПХЗ-10 только для выявлении зон чрезвычайной экологической ситуации и

зон экологического бедствия [15]. Кроме того, возникает явная нелогичность - для того чтобы получить право рассчитать ПХЗ-10, нужно иметь мнение о чрезвычайности ситуации, а для того чтобы удостовериться в этой чрезвычайности, нужно рассчитать ПХЗ-10.

В 1997 г. публикуются методические рекомендации Минздрава РФ «Комплексная гигиеническая оценка...»[4], где так же, как и в методике Министерства природных ресурсов РФ, при оценке медико-экологической ситуации для характеристики питьевой воды, состояния водных объектов хозяйственно-питьевого и рекреационного назначения используется ПХЗ-10. Однако в рекомендациях Министерства здравоохранения РФ оценка загрязненности воды осуществляется с привлечением еще одного комплексного показателя - ИЗВ (табл.3).

Таблица 3

Оценка степени напряженности медико-экологической ситуации по степени загрязненности питьевой воды и водных объектов хозяйственно-питьевого и рекреационного водопользования [4]

1оказатели загрязнения питьево] воды, водных >бъектов хозяйственно-питьевог и рекреационного водопользования Медико-экологическая ситуация

Удовлетвори- тельная Относительно напряженная Существенно напряженная Крити- ческая Катастрофи- ческая условно

Значение ИЗВ до 1 до 3,9 4-6 6,1-10 > 10

Значение ПХЗ-10 до 10 До 20 21-35 36-80 > 80

-для веществ 1-2-го класса опасности

-для веществ 3-4-го класса опасности до 10 До 50 50-100 100-500 > 500

Несмотря на то, что оценка качества воды производится для водных объектов хозяйственно-питьевого и рекреационного назначения, при расчетах ИЗВ и ПХЗ-10 берутся самые жесткие ПДК - рыбохозяйственные.

Эпоха ИЗВ как основного в России показателя для оценки качества поверхностных вод заканчивается в 2002 году, когда вводится в действие Руко-

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2009. Вып. 2

водящий документ (далее РД) 52.24.643-2002 [12], где для обобщения информации о химическом составе вод предложен алгоритм расчета комбинаторного индекса загрязненности воды (КИЗВ) и удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ). Методика расчета данных показателей, как и в случае с ИЗВ, разрабатывалась Гидрохимическим институтом (ГХИ) Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

Поскольку расчет данных показателей качества воды в отличие от ИЗВ включает кроме определения кратности превышения ПДК еще и определение повторяемости случаев превышения нормативных значений, КИЗВ и УКИЗВ как более точно отражающие ситуацию с качеством воды на сегодняшний день становятся приоритетными при оценке степени загрязненности (качества) вод. Сведения о загрязненности поверхностных вод России по величине УКИЗВ публикуются каждый год в Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды РФ» в разделе «Поверхностные воды. Общая оценка загрязненности водных объектов» и в Ежегоднике качества поверхностных вод РФ.

В последние годы, в связи с необходимостью расчета нормативов допустимого воздействия на водные объекты (см. Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты за 2007 г. (далее - Методические указания по разработке НДВВ) [8] и в связи с разработкой схем комплексного использования и охраны водных объектов (см. Методические указания по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов за 2007 г.) [10], в официальной литературе появился термин «целевые показатели качества воды». Об установлении целевых показателей качества воды в связи с разработкой схем комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) упоминается и в ст. 33, 35 Водного кодекса Российской Федерации [2].

Использование целевых показателей качества воды вызвано необходимостью определения качества воды в тех водных объектах, «которые в результате человеческой деятельности подверглись физическим изменениям, приведшим к существенному изменению их основных характеристик (гидрологических, морфометрических, гидрохимических и др.), и восстановление исходного природного состояния которых невозможно.» [8].

В этих же Методических указаниях приводятся следующие условия установления этих показателей качества вод: «целевые показатели качества воды (ЦПКВ), характеризующие состав и концентрацию химических веществ, микроорганизмов и другие показатели качества воды в водных объектах, устанавливаются с учетом природных особенностей бассейна, условий целевого использования водных объектов, современного состояния водного объекта и должны поддерживаться в течение определенного временного интервала или быть достигнуты по завершении предусмотренных схемой комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) водоохранных и водохозяйственных мероприятий».

Указанные в нормативах условия, влияющие на ЦПКВ - природные особенности бассейна (какие именно?) современное состояние водного объекта (критерии оценки этого состояния?), не совсем понятны. Неясным остается состав и значения этих показателей. Некоторое разъяснение по последнему вопросу содержит научная литература. Так, С.Д.Беляев в своей статье «Использование целевых показателей качества воды...» предлагает различать долгосрочные (со сроком достижения 15-25 лет) и краткосрочные (со сроком достижения 3 года) целевые показатели [1].

При этом долгосрочные целевые показатели качества воды (ДЦП) «устанавливаются исходя из показателей состояния водного объекта того же типа, неподверженного (подверженного незначительно) антропогенной нагрузке, с учетом их достижимости в рамках сложившихся неустранимых видов водопользования» [1. С. 4, 5]. Из данного положения логично вытекает вопрос: что представляют из себя эти «неустранимые виды водопользования»? К сожалению, автор рассматриваемой статьи дает в данном случае довольно пространное пояснение: «к неустранимым относятся такие виды водопользования, которые изменяют естественное состояние водного объекта, но отказ от которых приведет к неоправданным экономическим и (или) социальным издержкам. К неустранимым видам водопользования не относится сброс загрязненных сточных вод в водные объекты» [1. С. 5]. Анализируя все вышесказанное, остается только предполагать, что же относится к неустранимым видам водопользования. Скорее всего, сюда относится безвозвратное водопотребление на нужды отраслей хозяйства (особенно на орошение).

В список физико-химических ДЦП в качестве обязательных попадают рН, БПК, ХПК, биогены, тяжелые металлы и др. загрязняющие вещества, поступление которых в водные объекты связано с текущей (или планируемой) хозяйственной деятельностью. Предпочтение отдается интегральным показателям качества воды. Порядок определения такого перечня ДЦП утверждается нормативным документом федерального уровня. В данном аспекте стоит отметить, что подобный нормативный документ пока отсутствует.

Значение ДЦП для веществ природного происхождения (что особенно важно для водных объектов Удмуртии, где повышен гидрохимический фон по органике, тяжелым металлам), устанавливаются следующим образом [1. С. 5]:

1) на основе наблюдения за современным состоянием водного объекта-аналога в период отсутствия или незначительной антропогенной деятельности;

2) на основе ретроспективного анализа данных по водному объекту в период отсутствия или незначительного антропогенного воздействия;

3) на основе расчетов (определение регионального природного фона) либо на основании экспертных оценок.

Опустим вопрос о критерии значительности и незначительности антропогенного воздействия (который на сегодняшний день также не имеет четкой формулировки) и подробнее остановимся на так интересуемом нас региональном фоне. Посмотрим, что по этой тематике имеется в нормативной базе и все ли ясно по данному вопросу.

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2009. Вып. 2

Делая небольшое отступление, хочется заметить, что в идеале, когда ведется речь о гидрохимическом фоне, имеется в виду естественный фон -фон, отражающий «качество водных масс речного потока, гидрохимический режим которого выше рассматриваемого створа не нарушен деятельностью человека» [6. С. 22]. В данном случае подразумевается влияние природных, а не антропогенных факторов на формирование качества водных масс (что и подчеркивают приводимые ниже некоторые официальные источники). Другое дело, что речных бассейнов (или их участков), где бы сохранился естественный гидрохимический фон в России практически не осталось (особенно в пределах европейской части РФ). Подобные речные бассейны встречаются в труднодоступных и малонаселенных местностях, на значительном удалении от источников антропогенного воздействия и потому, как правило, гидрохимически не изучены. Чаще всего, говоря о гидрохимическом фоне, мы имеем дело с так называемым «измененным фоном», сформировавшимся в результате воздействия неорганизованных источников загрязнения, находящихся в бассейне реки (обрабатываемые сельскохозяйственные угодья, осушительные и оросительные системы и т.д.) [6]. Нормативных документов РФ, где бы упоминалось о региональном подходе к оценке качества воды, не слишком много. Одним из первых таких источников, оговаривающим необходимость учета повышенного гидрохимического фона и установления региональных нормативов, являются «Правила охраны поверхностных вод.» за 1991 г. [11], согласно которым «если в водном объекте под воздействием природных факторов по отдельным веществам превышается ПДК, то для этих водных объектов . могут устанавливаться региональные нормы качества воды в соответствии с естественными фоновыми концентрациями».

Данное положение Правил впоследствии очень точно отобразится в п.3.2.3 «Методических указаний по разработке нормативов предельнодопустимых сбросов., 1999»: «Если в водном объекте под воздействием природных факторов по отдельным веществам превышается ПДК, то для этих водных объектов могут разрабатываться региональные нормы качества воды. В качестве исходных данных о качестве воды могут быть использованы природные фоновые значения незагрязненных участков водных объектов, особо охраняемых водных объектов, водных объектов в пределах заповедников со сходными геолого-географическими условиями и фондовые материалы исследований прошлых лет» [9. С. 5,6].

О необходимости учитывать региональный гидрохимический фон указывается в некоторых нормативных документах, вышедших в 2000-х гг. Так, в 2007 г. выходят упоминаемые выше «Методические указания по разработке НДВВ» [8], где указывается необходимость установления нормативов ПДК химических веществ на основе параметров естественного регионального фона. Так, для веществ двойного генезиса (распространенных в природных водах как по естественным причинам, так и в результате антропогенного воздействия) «нормативы качества воды могут приниматься равными нормативам предельно допустимых концентраций химических веществ, которые оп-

ределяются с учетом регионального естественного (условно-естественного) гидрохимического фона».

Приводимое в скобках уточнение «условно-естественного» свидетельствует о принятии во внимание возможного изменения гидрохимического фона в результате антропогенного воздействия, что вполне понятно, ведь речь идет о веществах двойного происхождения. Однако приводимое в этих же Методических указаниях определение регионального фона не совсем увязывается с этим, так как содержит упоминание только о природных факторах формирования качества воды.

При этом под региональным фоном в данном документе понимается «значение показателей качества воды, сформировавшееся под влиянием природных факторов, характерных для конкретного региона, не являющееся вредным для сложившихся экологических систем. Наличие экологического благополучия в водном объекте определяется на основе гидробиологических показателей. Для расчета регионального фона используются гидрохимические данные только по створам, расположенным на участках с подтвержденным экологическим благополучием».

Однако ни для кого не секрет, что таких створов, где бы имелись данные по гидробиологии, на реках РФ недостаточно, поэтому в данных Методических указаниях приводится следующее уточнение: «при отсутствии мониторинга по гидробиологическим характеристикам указанные фоновые показатели или типовые показатели состояния принимаются по участкам с наименьшей антропогенной нагрузкой или могут быть организованы специальные натурные исследования для уточнения показателей качества воды и состояния экологических систем», что значительно упрощает учет региональных показателей состояния природных вод.

Норматив предельно допустимой концентрации (Сн) с учетом региональных особенностей определяется по формуле, аналогичной установлению фоновых концентраций в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов фоновых концентраций химических веществ в водотоках:

Сн = Сф = Ссф + (8Сф )/Уп,

где Ссф - средняя концентрация вещества;

8сф - среднее квадратическое отклонение концентрации;

^ - коэффициент Стьюдента при Р=0,95; п - число данных по ингредиенту.

Как видим, при расчетах фоновой концентрации примесей в природных водах задействованы стандартное отклонение, критерий Стьюдента, то есть статистические показатели, рассчитываемые в случае имеющегося длительного ряда наблюдений на интересуемом нас водном объекте или его аналоге. Однако таких гидрохимически изученных водных объектов в России не просто недостаточно, их ничтожно мало, что говорит об острой необходимости скорого проведения исследований по оценке регионального гидрохимического фона.

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2009. Вып. 2

Кроме того, анализ официальных источников по вопросу комплексной оценки качества природных вод выявил отсутствие единого подхода по этой проблеме у разных ведомств и некоторую неточность в части определения основных терминов: «фоновые или типовые показатели», «региональный гидрохимический фон», «целевые показатели качества воды». Без методической проработки данного вопроса практическая работа в этой области невозможна.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Беляев С. Д. Использование целевых показателей качества воды при планировании водохозяйственной деятельности // Водное хозяйство России. 2007. №3. С. 317.

2. Водный кодекс РФ от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ.

3. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986 г. № 250-1163. 5 с.

4. Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медикоэкологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения: метод. рек. Утв. Минздравом РФ 30.07.1997 № 2510/5716-97-32.

5. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия: методика Министерства природных ресурсов РФ. 1992.

6. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / под ред. А.В.Караушева. Л.:Гидрометеоиздат, 1987. 286 с.

7. Методические указания по гигиенической оценке малых рек и санитарному контролю за мероприятиями по их охране в местах водопользования №3180-84.

8. Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты. Утв. Приказом МПР России от 12.12.2007 №328.

9. Методические указания по разработке нормативов предельно-допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты (уточненная редакция). Утв. Министерством природных ресурсов РФ, Госкомэкологии РФ 26 февраля 1999 г. М., 1999. 13 с.

10. Методические указания по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов. Утв. приказом МПР России от 4 июля 2007 г. №169.

11. Правила охраны поверхностных вод: типовые положения. Утв. Госкомприроды СССР 21 февраля 1991 г. 30 с.

12. РД 52.24.643-2002. Руководящий документ. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям.

13. СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22 июня 2000 г. М.: Минздрав России, 2000. 24 с.

14. СанПиН № 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. Утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора СССР от 04.07.88. М.: Минздрав СССР, 1988. 69 с.

15. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.

Поступила в редакцию 10.11.09

O. V. Gagarina, senior lecturer

Complex estimation of the degree of water pollution (quality) in standard documents of the Russian Federation

The article provides a historical review of standard documents of the Russian Federation concerning a complex estimation of quality of waters. The author focuses his attention on the dissociation of departmental specifications relating to this problem and on the incompleteness of terminology.

Г агарина Ольга Вячеславовна, старший преподаватель ГОУВПО «Удмуртский государственный университет»

426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1