МЕТОДОЛОГИЯ ВЫБОРА ОЦЕНОЧНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ГИГИЕНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

ущерба, связанного с повышенной заболеваемостью трудоспособного населения Ревды, суммарные расходы и потери на 1 случай каждого вида заболевания перемножаются на разность среднегодовых показателей заболеваемости в исследуемом и контрольном районах.

Величина экономического ущерба, обусловленного повышенной заболеваемостью взрослого населения Ревды, по сравнению с контрольным районом составила: по болезням мочеполовой системы— 1218,6 тыс. руб., органов пищеварения —

7428.7 тыс. руб., костно-мышечной системы —

2031.8 тыс. руб. и по болезням органов дыхания — 145 899,4 тыс. руб. в год.

Анализируя структуру смертности, следует отметить, что в изучаемых районах главные причины смерти всего населения одинаковы и представлены болезнями системы кровообращения, злокачественными новообразованиями,травмами и отравлениями, болезнями органов дыхания и пищеварения. При этом какого-то существенного различия в структуре смертности жителей Ревды по этим классам не выявлено.

В структуре смертности в детском возрасте в обоих городах на первое место выходит смертность в перинатальном периоде. В Ревде не-

сколько выше процент смертей от пороков развития и инфекций.

Показатели смертности населения по основным классам причин в Ревде близки к таковым в Сы-серти. В связи с этим экономический ущерб от преждевременной смертности населения, вызванной неблагоприятной экологической обстановкой, мы не рассчитывали.

Таким образом, загрязнение окружающей среды приводит к ухудшению состояния здоровья взрослого и детского населения, проживающего в Ревде, и тем самым к значительным дополнительным экономическим потерям общества.

Л итература

1. Кацнельсон Б. А., Бушуева Г. А.. Ползик Е. В., Ткачев В. В. Анализ экономических последствий влияния неблагоприятных условий труда и промышленных загрязнений окружающей среды на здоровье человека и экономической эффективности профилактических мероприятий: Метод, рекомендации.— М., 1988.

2. Мерков А. М., Поляков Л. И. Санитарная статистика.— М., 1974.

3. Руководство по международной статистической классификации болезней, травм и причин смерти. ВОЗ.— М., 1980.

Поступила 31.03.94

Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы

© Г. Н. КРАСОВСКИЯ. Н. А. ЕГОРОВА, 1994 УДК 614.777-074

Г. Н. Красовский, Н. А. Егорова

МЕТОДОЛОГИЯ ВЫБОРА ОЦЕНОЧНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ГИГИЕНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва

Действующая в настоящее время концепция мониторинга загрязнения водных объектов ориентирована на стандартные перечни, включающие ограниченный набор оценочных показателей: так, Госкомгидромет контролирует 92 показателя, Минводхоз — 43, санитарно-эпидемиологическая служба — около 20, ГОСТ «Вода питьевая» — 28, ГОСТ «Правила выбора и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» — 29 показателей. В последнем руководстве ВОЗ по контролю качества воды число контролируемых показателей увеличено до 155.

Перечни Госкомгидромета и Минводхоза весьма сходны и включают как интегральные, так и специфические показатели. ГОСТы качества питьевой воды и воды водоисточников ориентированы на показатели, отражающие возможное влияние загрязнений на здоровье населения и эстетические составляющие качества воды. Основной документ, на основании которого осуществляется контроль сброса сточных вод в водные объекты, форма 2ТП — водхоз за последние 20 лет не

пересматривалась и не дополнялась. Не было разработано ни одного методического документа, где была бы в форме инструкций или рекомендаций представлена методология составления перечней показателей для контроля водных загрязнений. По-видимому, основными критериями выбора контролируемых показателей были частота обнаружения и степень превышения ПДК веществ в сточных водах и наличие доступных для практики методов их аналитического определения в воде.

Стандартность используемых оценочных показателей привела к снижению эффективности контроля качества воды и обусловила поиск путей оптимизации мониторинга водных загрязнений. Одним из них является переоснащение контролирующих служб современными приборами — хромато-масс-спектрометрами и атомноадсорб-ционными спектрофотометрами для определения всей массы загрязняющих веществ, включая супертоксиканты, а также создание автоматизированных систем контроля качества воды, что потребовало бы затрат в несколько миллиардов долларов. Другой, более реальный и рациональ-

2 Гиг. и санитария № 6

—5—

Сссема. Алгоритм во/бора ведущих (приоритетных) показателей загрязнения водь/ сточными водами

/<ритерии для первичного отбора показателей

Нет

— состав сточных вод — нормативы показателей состава сточных вод

— превышение норматива показателя в сточно/х водах

Да

- превышение норматива показателя в воде водоема и питьевой воде

- тенденция к превышению норматива показателя в воде водоема

- способность вещества задер сживаться или разрушаться на очистных сооружениях

Нет Да

Показатель не-приоритетный или малоприоритетный Показатель приоритетный

Основные критерии

X

Дополнительные критерии \

Ианцерогепносго и другие отдаленные аффекты

Да

г нет

высокая токсичность для животных

1

Да

Нет

Стабильность

Г

Нет

Трансформация с образованием более токсичных продуктов

Да

I Нет

Биоразлагаемость более 4 нед

До

1 нет

биоаккумуляция

Да

г нет

Накопление в донных отложениях

Да

I нет

Образование ГС С при хлорировании

Да

г нет

Токсичность б!пя дафний

Да

Нет

Переиено приоритетных показателей

Да

Да

Да

Да

Снижение зффек-тивности очистки и обеззараживания воды

I Нет

Перераспределение загрязнений в поверхностном слое

г Нет

Повышение выживаемости патогенной микрофлорь/

^ Нет

Корреляция между содержанием в воде загрязняющий веществ и заболеваемостью населения

Нет

ный путь — использование ведущих (приоритетных) показателей, отражающих региональные особенности промышленных выбросов и нацеленных на выявление наиболее опасных для здоровья населения химических веществ.

Для обоснования методологии выбора приоритетных показателей мы проанализировали ряд критериев, которые могут применяться с этой целью, в том числе и критерии частоты обнаружения веществ в сточных водах. Установлено, что при ориентации только на этот критерий контроль состояния водных объектов оказывается одновременно избыточным и недостаточным. Избыточность контроля обусловлена определением загрязнений, не свойственных изучаемому водному объекту, при этом загрязнения, например тяжелые металлы, могут или вообще отсутствовать в воде, или присутствовать в концентрациях намного ниже ПДК без тенденций к росту. Недостаточность контроля связана с тем, что ни один из составленных на основе критерия частоты обнаружения веществ в сточных водах перечней не предусматривает выявления в воде таких высокотоксичных и опасных соединений, как хлороформ, четырех-хлористый углерод, полихлорированные бифенилы (ПХБ), таллий, метклртуть, диоксин.

Таким образом, ориентироваться на критерий частоты обнаружения веществ в сточных водах при выборе приоритетных показателей хотя и необходимо, но недостаточно.

Второй рассмотренный нами критерий — токсичность и опасность веществ, безусловно, имеет важное значение, так как в первую очередь внимание контролирующих служб должно привле-

каться к наиболее токсичным и опасным водным загрязнениям. Однако вполне реальны ситуации, когда в воде водного объекта в данном контрольном растворе вообще не содержатся вещества 1—2-го класса опасности, при этом водоем может иметь высокую степень загрязнения широко распространенными веществами 3—4-го класса опасности, такими, как нефтепродукты, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), железо, т. е. и критерий токсичности и опасности веществ оказывается необходимым, но недостаточным при выборе приоритетных показателей загрязнения воды.

Аналогичный анализ был проведен и для других критериев приоритетности веществ, причем установлено, что лишь комплекс 15—17 критериев позволяет с надежностью обосновать минимальный, но достаточный перечень приоритетных показателей загрязнения воды сточными водами.

Последовательность использования информации при выборе ведущих показателей можно представить в виде алгоритма (см. схему). В начале поиска проводится первичный отбор показателей. Для этого необходимо иметь данные инвентаризации состава сточных вод, которые сравниваются с нормативами (ПДК) показателей качества воды. Для дальнейшей оценки выбираются только те показатели, нормативы которых в сточных водах превышены. Показатели, нормативы которых не превышены, сразу же оцениваются как неприоритетные. Кроме этого, изучаются сведения о содержании компонентов сточных вод в принимающем их водном объекте. Превышение ПДК в водном объекте и тем более в питьевой воде

Таблица I

Классификация критериев определения приоритетности показателей загрязнения водных объектов

Критерий

Весовой коэффициент

Интенсивность изменения качества воды и ее оценка в баллах

Превышение ПДК в сточных водах*

Превышение ПДК в воде водного объекта — питьевой воде* Обнаружение вещества в воде водного объекта*

Способность задерживаться или разрушаться на очистных сооружениях*

Канцерогенность

Мутагенность

Эмбриотоксичность

Тератогенность

Нейротокснчность

Аллергенность

1-Оьо. мг/кг МНК, мг/л

Стабильность в водной среде, сут Трансформации в водной среде

по зоне специфического действия

50 >1000 1000-100

10 5

50 >100 100-10

10 5

20 Около 1 ПДК 0.8 ПДК

10 6

20 <20% 20-60 %

10 5

50 1 2А

10 8

30 >9 9—3.1

10 5

12 >10 5

10 5

10

5 10 20 20

Биоразлагаемость по БПК/ХПК 8

Биоаккумуляция

Накопление в донных отложениях* 20

Образование ГСС при хлорировании* 20

Снижение эффективности очистки обеззараживания воды* 8

Перераспределение загрязнений в поверхностном слое* 5

Повышение выживаемости патогенной микрофлоры* 10

Токсичность для дафннй. ЬКзо. мг/л 2

Корреляция между содержанием в воде загрязняющих веществ и заболеваемостью населения" 50

>10 10 15 10 <0.001 10 >30 10

Образование бо* лее токсичных продуктов. особенно обладающих отдаленными эффектами или новыми свойствами 10

0.1—0.2 10

Выраженное накопление во всех звеньях >1000 10

Есть накопление 10

Образуются хлороформ и другие ГСС в концентрациях выше ПДК 10 Есть 10 Есть 10 Есть 10 <10 10

5 5

15—150 5

0.001—0.1 5

30—7 5

Образование продуктов с более выраженным влиянием по другим критериям вредности, например ор-ганолептнческому 8

0,2—0.5 5

Накопление в нескольких звеньях

1000-100

Хлороформ я другие ГСС в концентрациях около ПДК

100—10 2.5 10-3 2,5 0.6 ПДК

2.5 60-95 % 2,5 2В 4

3—1.1 2.5 2.5 2.5

2.5 2,5 150-5000

2.5 0,1-10,0 2.5 7—1 2.5

Образование про-дуктов, токсичность которых близка к токсичности исходного вещества

4

0,5-0,9 2.5

Накопление в одном из звеньев

100—1 4

Только хлороформ в концентрациях ниже ПДК

10—1 I

3—1 I

0.4 ПДК I

95—98 % I

0 I I 1 I

1 I

5000 I

10,0 1 1 1

Образование ме* нее токсичных продуктов

Ист

0

0.9 I

накопления

10—100 6

100—1000 2.5

0

Нет накопления ' 0

Не образуются

0

Нет 0 Нет 0 Нет 0

>1000

Есть 10

Нет 0

Примечание. Звездочка — вновь классифицированные критерии.

из этого водного объекта определяет обязательность включения показателя в приоритетный список. Факт обнаружения в воде водоемов компонентов сточных вод в концентрациях ниже ПДК, но близких к ним и особенно возрастающих во времени, также указывает на необходимость оценки показателя как потенциально приоритетного. Отсутствие вещества в воде водоема свидетельствует о неприоритетности его как показателя загрязнения. Ориентиром первичного отбора показателей является и поведение веществ на очистных сооружениях. Как уже указывалось, наиболее опасны вещества, индиферентные к процессу

очистки. Некоторые из них минуют очистные сооружения, не задерживаясь и не разрушаясь на них. Из изученных компонентов сточных вод совершенно не удаляются при биологической очистке 66 соединений, в основном хлор- и фос-форорганические (хлорбензол, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, тиофос, фосфамид), на 14 % задерживаются фториды, стронций, на 35— 40 % — дициандиамид, молибден, крезол [4]. Последующие шаги в выборе приоритетных показателей заключаются в анализе свойств компонентов сточных вод в соответствии с основными и при

2

необходимости дополнительными критериями алгоритма.

В ходе пошагового анализа степени приоритетности вещества используется полуколичественная классификация, в которой значимость каждого из критериев определяется произведением его весового коэффициента и балльной оценки интенсивности влияния вещества на качество воды (табл. 1). При разработке своей классификации мы ориентировались на ранее рекомендованную классификацию критериев определения интегрального показателя опасности веществ [2]. Попытка использовать эту классификацию в исходном варианте не была удачной, так как информация, закодированная в ней, оказалась избыточной для наших целей. Действительно, оценка опасности присутствия вещества в окружающей среде вообще предполагает рассмотрение массы факторов, касающихся возможного риска содержания вещества в отдельных средах — воздухе, почве, воде, причем описание свойств вещества должно приближаться к исчерпывающему. • Естественно, ряд критериев, характеризующих опасность загрязнения воздуха и почвы (например, ПДК в этих средах, параметры токсичности при ингаляционной затравке и т. д.), не имеют непосредст-

—7—

Таблица 2

Взаимосвязь концентраций веществ в сточных водах, воде водоема и питьевой воде

Водный объект Вещество Сопряженные превышении ПДК

в сточных волах в воде водоема в питьевой воде

Р. Ахтуба Р. Нура Оз. Ладожское

Р. Северный Донец

Примечание. Р. Ахтуба — по [5], р. Нура ный Донец — собственные исследования.

Диметилдиоксан 20 000 115 85

Ртуть До 600 До 23

Метилмеркаптан 1 000 55 45

Дихлорэтилен 400 18 13

Фенол 200 12 10

Толуол 360 2,8 2,4

Этнлбензол 80 4,3 4,0

Ксилол 36 2,2 2,0

Бензальдегид 67 2,7 1,7

Хлорбензол 2000 5,0

Этилбензол 20 3,0

данные Казахского НИИ краевой патологии, оз. Ладожское и р. Север-

венного отношения к влиянию сточных вод на качество воды водных объектов. В связи с этим была заново разработана специальная классификация для определения приоритетности показателей загрязнения водных объектов, максимально приближенная к алгоритму выбора ведущих показателей (см. табл. 1). Новая классификация включает без изменения несколько (11) критериев из классификации, предложенной ранее; остальные 10 критериев классифицированы впервые. При этом использованы ранее рекомендованные весовые коэффициенты 2—50 и балльные оценки 1, 2,5, 5 и 10 для количественных и 0, 4, 8 и 10 для качественных критериев.

Наибольшие весовые значения придавались отдаленным эффектам веществ и критериям, в большей степени связанным с риском воздействия компонентов сточных вод на здоровье населения (канцерогенность, мутагенность, стабильность, трансформация, биоаккумуляция).

Особое значение имеют критерии превышения ПДК веществ в сточных водах и воде водоемов. Именно они дают основную информацию о возможности воздействия загрязнений на население. Градация критерия повышения ПДК в сточных во--дах дана на основе имеющихся у нас материалов о взаимосвязи концентраций веществ в сточных водах, воде водоемов и питьевой воде (табл. 2). Из представленных данных следует, что при уровнях загрязнения сточных вод тысяча ПДК и выше возможны более чем 100-кратные превышения ПДК в воде водоемов и 115- и 85-кратные — в питьевой воде. Превышения ПДК в сточных водах в 100—1000 раз сопровождаются обнаружением загрязнений в воде водоемов на уровнях 3—55 ПДК, а в питьевой воде — 2—45 ПДК. Менее заметно влияют на качество воды принимающего их водного объекта стоки, содержащие загрязнения в концентрациях 30—80 ПДК: эти загрязняющие вещества обнаруживаются в воде в пределах' 1,7—4,3 ПДК-

Градации критериев превышения ПДК в воде водного объекта даны в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени загрязнения [3]

Критерии обнаружения вещества в воде, образования ГСС при хлорировании, способность вещества разрушаться или задерживаться на очистных сооружениях классифицированы в соответствии с современными представлениями о значимости изменений их значений в воде.

Наконец, несколько критериев — накопление в донных отложениях, снижение эффективности очистки и обеззараживания воды, перераспределение в поверхностном слое, повышение выживаемости патогенной микрофлоры, корреляция между загрязнением и заболеваемостью населения — вКлючены в классификацию в альтернативной градации, так как для более развернутой пока нет достаточной информации.

Итогом оценки показателя по классификации является расчет интегрального коэффициента приоритетности по формуле:

ЛГ, Л/з

N , 2 уд 2 к,я,-

п 2

Я,

+

2 1/д. 2 1/д

п 3

\

Па '

где Кп[> — интегральный коэффициент приоритетности, N — число параметров, используемых при оценке опасности веществ, / — порядковый номер параметра; V, — весовой коэффициент г'-го параметра, который определяется значимостью показателя в характеристике приоритетности вещества; 5, — приведенное значение /-го параметра в баллах (10, 8, 4,0 или 10, 5, 2,5 и 1); П\ — п4 — число учтенных параметров с весовыми коэффициентами для П\ от 1 до 5, для «2 от 6 до 10, для пз от 11 до 20 и для более 20 [2].

Рассмотренная выше последовательность определения приоритетности вещества включает 21 критерий и предполагает наличие полной информации по каждому из них. Однако в реальной ситуации информация по ряду критериев может отсутствовать и тогда для расчета интегрального коэффициента приоритетности используется меньшее число критериев, что допускается методикой.

В качестве примера можно привести выбор ведущих показателей загрязнения воды сточными водами гальванического производства.

В наших исследованиях изучены пробы сточных вод гальванического цеха (после локальной очистки). Сточные воды представляли собой слабомутные жидкости почти без запаха (запах и мутность полностью исчезали при разведении сточных вод 1:4 — 1:8). Биохимическое потребление кислорода за 20 сут (БПК20) гальваностоков определено на уровне 3,38 мг/л, химическое потребление кислорода (ХПК) — 50 мг/л, что свид^тель-

ствует о незначительном содержании в них органических веществ. В составе сточных вод методом ААС обнаружены ионы 7 металлов (железа, цинка, меди, кадмия, стронция, никеля, натрия), причем для 2 из них — кадмия и никеля — ПДК были превышены соответственно в 20—130 и 1 — 4 раза.

Из 10 показателей загрязнения сточных вод гальванического производства превышения ПДК имели запах, мутность, ХПК, содержание кадмия и никеля. Расчет произведений и Кпр про-

веден в соответствии с алгоритмом и классификацией критериев определения приоритетности показателей загрязнения. /С„р для показателей запаха, мутности и ХПК были на уровне 50 из-за небольшого превышения нормативов. Для кадмия и никеля К„р значительно выше. ПДК кадмия в сточных водах превышена до 130 раз: 50-2,5= = 125, кадмий относится к канцерогенным веществам (группа по классификации МАИР-2А): 50-8=400. Задерживается на очистных сооружениях на 60%: 20-5=100. ЬВ50 135 мг/кг, МНК 0,001 мг/л: 5-5=25, 10-5=50. Стабилен: 20-10= =200. Трансформации не подвергается. Биораз-лагаемость низкая: 8-10=80. Биоаккумуляция — способен накапливаться в пищевых цепочках и в организме человека: 20-8=160. Накапливается в донных отложениях: 20-10=200. Ухудшает работу

очистных сооружений: 8-10=80 [1]. Кар= у +

. 50+80+80 . 100+200+160+200 , 125+400 _с00 с "I з I 4--1 2- —

ПДК никеля превышена в 4 раза: 50-1=50. Степень очистки 50%: 20-5=100. Канцероген (1-я группа): 50-10=500. Токсичен: 5-5=25; 10-5= = 50. Стабилен: 20-10=200. Биоразлагаемость низкая: 8-10=80. Тормозит работу очистных сооружений: 8-10=80. Л',ф=520. Распределение показателей по К„р следующее: кадмий 522,5; никель 520; мутность 50; ХПК 50; БПК5 50; БПК2о 50; запах 50. Таким образом, приоритетными показателями при сбросе сточных вод гальванического цеха является содержание в них кадмия и никеля.

Аналогичные расчеты Кпр проведены для компонентов сточных вод кожевенного производства и производства красителей. Распределение показателей загрязнения воды сточными водами кожевенного производства по К„р оказалось следующим:

1) хром 714,5; 2) фенолы 708,7; 3) запах 500; 4) БПК.5 500; 5) БПКзо 500; 6) азот аммонийный 487,5; 7) хлориды 337,7; 8) дихлорбензол 327,5; 9) сульфаты 262,5; 10) окраска 250,0; 11) ХПК 250; 12) железо 156,2; 13) пенообразо-вание 125; 14) нафталин 80; 15) натрий 63,5, 16) рН 50,0.

К наиболее приоритетным следует отнести И показателей /С„р от 714,5 до 250. Остальные 5 показателей вносят значительно меньший вклад в формирование качества воды при сбросе сточных вод кожевенного производства в водные объекты. Таким образом, в качестве приоритетного списка для контроля загрязнения воды могут быть рекомендованы 11 показателей.

Показатели загрязнения воды сточными водами производства красителей распределились по К„9 следующим образом:

окраска 500; концентрация красителей 500; хром 339,5; БПКз и БПКго 250; ХПК 250; запах 125; пенообразование 125.

В приоритетный список должны быть включены окраска, концентрации в воде красителей, содержание в ней хрома^БПК и ХПК.

Выводы. 1. Применение классификации критериев и алгоритма выбора приоритетных показателей позволяет переориентировать мониторинг водных объектов на контроль наиболее опасных с точки зрения нарушений условий водопользования и влияния на здоровье населения водных загрязнений, в 5—10 раз сократив объем определяемых показателей за счет исключения показателей, не имеющих гигиенической значимости.

2. Перечни приоритетных показателей должны рассматриваться как региональные и быть неотъемлемой составной частью нормативно-методических документов, используемых контролирующими службами для обеспечения оптимальных условий водопользования населения в системе сточные воды — вода водоемов — вода источников централизованного водоснабжения'— питьевая вода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Грушко Я. AJ. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах.— Л., 1979.

2. Красовский Г. Н., Авалиани С. J7.. Жолдакова 3. И., Косяков В. В. // Гнг. и сан,—1992,—№ 9—10.— С. 15—17.

3. Красовский Г. Н., Егорова Н. А. // Там же.— 1987.— № 3.— С. 8—10.

4. Правила приема производственных сточных вод в системе канализации населенных пунктов.— М., 1984.

5. Торопкое В. В. Гигиенические основы санитарной охраны водоемов ог загрязнения сточными водами предприятий по производству изопренового каучука: Автореф. дне. ... д-ра мед. наук.— СПб., 1993.

Поступила 28.03.94

S u mmary. Methddology for choice of priority indices of water pollution assessment was developed. Examples of calculation of indices for some of industrial sewage were given.