Нормирование вредных веществ в почве

Предельно допустимые концентрации и ориентировочно допустимые уровни характерных для сбросов образцов ВВТ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Вещества

ПДК или ОДУ

Лимитирующий показатель вредоносности (ОБЩ, СТ, ОРГ)

Предельно допустимая концентрация (мг/л)

Класс опасности

Алюминий	ПДК	СТ	0,5
Алюминия гидрооксид хлорид	ПДК	ОРГ. зап	1,5
Аммиак по азоту	ПДК	СТ	2,0
Ацетон	ПДК	ОБЩ	2,2
Бензин	ПДК	ОРГ. зап	0,1
Бор	ПДК	СТ	0,5
Гидразин	ПДК	СТ	0,01
Железо (включая хлорное)	ПДК	ОРГ. окр.	0,31)
Кадмий	ПДК	СТ	0,0011)
Керосин технический	ПДК	ОРГ. зап	0,01
Кобальт	ПДК	СТ	0,1
Кремний (по Si)	ПДК	СТ	10,0
Марганец	ПДК	ОРГ окр.	0,1
Медь	ПДК	ОРГ привк.	1,0
Метан	ОДУ	СТ	2,0
Мышьяк	ПДК	СТ	0,051)
Нитриты (NO2)	ПДК	СТ	3,3
Пропиленгликоль	ПДК	ОБЩ	0,6
Ртуть	ПДК	СТ	0,00051)
Тетраэтилсвинец	ПДК	СТ	Отсутствие
Толуол	ПДК	ОРГ. зап	0,5
Триэтиламин	ПДК	СТ	2,0
Фенол	ПДК	ОРГ. зап	0,0012)
Формальдегид	ПДК	СТ	0,05
Фосфор элементарный	ПДК	СТ	0,0001
Цианиды	ПДК	СТ	0,0353)
Гексоген	ПДК	СТ	0,1
Цинк	ПДК	ОБЩ	1,0
Этиленгликоль	ПДК	СТ	1,0

¹⁾ – для неорганических соединений, в том числе переходных элементов, с учетом валового содержания всех форм;г

²⁾ – если для обеззараживания воды в водопроводных сооружениях или сточных вод применяется хлор. В иных случаях допускается содержание суммы летучих фенолов в воде водных объектов в концентрации 0,1 мг/л;

³⁾ – цианиды простые и комплексные, за исключением цианоферратов в расчете на цианид-ион.

Условные обозначения: ОБЩ – общесанитарный; СТ – санитарно-токсикологи­ческий; ОРГ – органолептический (привк. – придает воде привкус, зап. – изменяет запах воды, окр. – влияет на окраску).

Таким образом, для оптимального функционирования и реализации профилактической направленности системы охраны водных объектов от загрязнения необходим комплексный подход с ориентацией по крайней мере на три элемента: 1) нормативы качества воды, 2) нормативы ПДС, 3) контроль за соблюдением ПДК в воде.

Нормативы допустимых сбросов веществ и микроорганизмов устанавливаются для стационарных, передвижных и иных источников воздействия на окружающую среду субъектами хозяйственной и иной деятельности исходя из нормативов допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, нормативов качества окружающей среды, а также технологических нормативов.

При невозможности соблюдения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов могут устанавливаться лимиты на сбросы на основании разрешений, действующих только в период проведения мероприятий по охране окружающей среды, внедрения наилучших существующих технологий и (или) реализации других природоохранных проектов с учетом поэтапного достижения установленных нормативов сбросов веществ и микроорганизмов.

Нормативы допустимых сбросов веществ и микроорганизмов на различных объектах устанавливаются для следующих видов сбросов загрязняющих веществ:

- в городскую канализационную сеть;

- на собственные очистные сооружения;

- поверхностных вод в водные объекты и на рельеф местности.

Нормативы допустимого сброса веществ и микроорганизмов на собственные очистные сооружения и поверхностных вод в водные объекты и на рельеф местности разрабатываются с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. ПДК того или иного вещества в водоеме устанавливается по тому признаку вредного воздействия (влияние на здоровье личного состава, населения, на органолептическое или общесанитарное состояние водоема), который характеризуется меньшей пороговой концентрацией. Поскольку этот признак вредности определяет характер наиболее вероятного неблагополучного действия наименьших концентраций вещества, он получил название лимитирующего показателя вредоносности (табл. 3.2). Лимитирующий показатель вредоносности вещества должен всегда сопровождать предельно допустимую концентрацию, характеризуя ее с основной качественной стороны.

Анализ современного состояния водных ресурсов России в настоящее время свидетельствует о тяжелом положении, складывающемся в отношении микробного загрязнения воды поверхностных, подземных источников, прибрежных рекреационных (пресных и морских) вод, а также питьевой воды.

Водный путь передачи имеет ведущее значение в распространении возбудителей кишечных инфекций. К ним относятся в первую очередь патогенные энтеробактерии, такие как шигеллы, сальмонеллы, патогенные эшерихии, а также кампилобактерии, легионеллы, холерный вибрион, широкая группа условно-патогенных бактерий, вызывающих тяжелые диарреи и энтеропатии – иерсинии, цитробактер, клебсиеллы, энтеробактер, серрации, псевдомонады, протей, гафнии синегнойная палочка, аэромонады. Однако не только бактериальное загрязнение воды представляет угрозу здоровью населения. Более опасной является контаминация поверхностных и питьевых вод патогенными вирусами, являющимися более устойчивыми по сравнению с бактериями к воздействию физических, химических факторов ОС, а также дезинфектантов на водопроводных и очистных сооружениях. В настоящее время известно более 100 различных кишечных вирусов, которые циркулируют в водных объектах. Это энтеровирусы, включающие вирусы полиомиелита трех серотипов; 23 серотипа вирусов Коксаки А; 6 типов Коксаки В; 31 тип вирусов ЕСНО, энтеровирусы 68-71 типов, более 30 серотипов аденовирусов, рео-, рота-, астра-, корона-, калицы-вирусы, вирусы Норфолк, вирусы гепатита А и Е, «новые энтеровирусы» и др. Кроме того, до недавнего времени не учитывались возбудители паразитарных заболеваний и гельминтозов, которые, наконец, были введены в нормативные документы.

По данным государственной санитарно-эпидемиологической службы РФ имеются регионы России, где наблюдается стойкое ухудшение качества воды поверхностных водоемов, при этом процент несоответствия достигает чрезвычайно высоких показателей. Так, в г. Санкт-Петербурге – 82,8 %; в Ивановской области 68,4 %; в республиках Калмыкия, Дагестан, Кемеровской области, Хабаровском крае, Ульяновской области, Краснодарском крае, Архангельской, Тюменской, Ульяновской, Кировской, Нижегородской областях и др., процент несоответствия нормативам колеблется от 28,0 % до 68,35 %.

Доля несоответствия проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения по микробиологическим показателям в целом по Российской Федерации составила 8,7 %. При этом, в некоторых регионах России отмечено чрезвычайно высокие показатели несоответствия качества воды источников действующим нормативам, причем процент неудовлетворительных проб чрезвычайно высок. Так, в г. Санкт-Петербурге он составляет 58,4 %; в республике Калмыкия – 26,5 %, в Дагестане, Кемеровской, Архангельской, Саратовской, Костромской, Новгородской областях, республике Карачаево-Черкесии и др., процент несоответствия колеблется от 24,7 % до 15,3 %.

Качество прибрежных морских вод, используемых для рекреации и не отвечающих гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям (выделены возбудители инфекционных заболеваний) в целом по России достигло 0,77 %. Причем в 12,7 % проб выделены колифаги – показатели вирусного загрязнения рекреационных морских вод.

Необходимо отметить, что причиной этого является безконтрольное и постоянно увеличивающееся поступление в поверхностные водоемы недостаточно очищенных и необеззараженных хозяйственно-бытовых сточных вод. Анализ состояния очистных сооружений крупных городов страны показывает, что 80 % таковых работает с перегрузкой в 1,5–2 раза, а более 30 % сточных вод поступает в водоемы практически без очистки и обеззараживания.

Исследование состава хозяйственно-бытовых сточных вод, выпускаемых в поверхностные водоемы, проведенное Институтом экологии человека и гигиены окружающей среды на Курьяновской, Люблинской, Люберецкой станциях аэрации г. Москвы, показало очень высокие уровни микробного загрязнения, достигающих по ОКБ – 3 x 10⁷ КОЕ/100мл; ТКБ – 2,9 x 10⁷ КОЕ/100мл; широкий спектр сальмонелл с концентрацией до 5 х 10³ КОЕ/л; синегнойных палочек (9,5 х 10³ КОЕ/л); энтерококков (3,1 х 10⁶ КОЕ/100мл); клостридий (6,4 x 10⁵ КОЕ/100мл); вирусов различного типового спектра (до 1,83 lgТЦД/50/л); колифагов – до 1,6 x 10⁴ БОЕ/л; в двух случаях были определены штаммы наг-вибрионов холеры.

Исследования, проведенные в различных регионах страны, показали высокие уровни микробного загрязнения воды поверхностных водоемов и питьевой воды. Так, например, качество воды по ОКБ в пунктах водозабора водопроводных станций (ВС) г. Нижнего-Новгорода составляли в различные годы исследования: на Волжских станциях – от 30000 до 35250000 КОЕ/л; на Окских ВС – от 20000 до 342000 КОЕ/л. Выделяемость энтеровирусов различного типового спектра составляла от 12 % до 27 %. Исследования, проведенные в г. Перми показали, что содержание ОКБ в р. Кама в районе водозабора в различные сезоны года колеблется от 2380 до 400000 КОЕ/л. В 72,8 % проб выделяются колифаги с индексом от 10 до 7200 БОЕ/100мл. Энтеровирусы различного типового спектра были выделены в 16,6 % случаев; в 5,6 % был обнаружен антиген вируса ГА.

Тяжелая экологическая обстановка сложилась на р. Дон на участке от плотины Цимлянского водохранилища до устья. Так, в целом, по нижнему Дону содержание ОКБ достигало 223300 КОЕ/100мл; колифаги выделялись в 78 %; выделены клебсиеллы в концентрации до 543000 КОЕ/л; синегнойная палочка – 210000 КОЕ/л; сальмонеллы – 3 КОЕ/л.

По данным исследований вода р. Москвы в пунктах водозаборов водопроводных станций имеет значительное загрязнение: колебания ОКБ в различные сезоны года составляли от 100 до 58000 КОЕ/л; выделяемость колифагов составляла в среднем 97,6 % с индексом фагов от 10 до 3440 БОЕ/л. Энтеровирусы различного типового спектра выделялись из воды р. Москвы на уровне от 13,28 % до 28,52 %; сальмонеллы различных серотипов выделялись в 28,5 %–52,2 % соответственно.

В настоящее время действующими нормативными документами водно-санитарного законодательства, регламентирующими микробное загрязнение водных объектов, являются:

1. Для водоисточников – ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» регламентирующий микробное загрязнение поверхностных и подземных источников водоснабжения по бактериологическим и вирусологическим показателям (МУ «По внедрению ГОСТ 2761-84» М., 1986 г.).

2. Для поверхностных водоемов – СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод», в котором для очищенных и обеззараженных сточных вод регламентируются уровни индикаторных микроорганизмов общих и термотолерантных колиформных бактерий (не более 100 КОЕ/100мл), колифагов (не более 100 БОЕ/100мл). Это гарантирует отсутствие в стоках возбудителей бактериальных, вирусных и паразитарных инфекций и является условием, при котором допускается сброс сточных вод в поверхностные водоемы.

В приложении № 1 данного документа даны микробиологические нормативы воды поверхностных водоемов, определяющие категории водопользования и гарантирующие эпидемическую безопасность в местах: а) питьевого, хозяйственно-бытового водопользования (термотолерантные колиформные бактерии – не более 100 КОЕ/100мл; общие колиформные бактерии – не более 1000 КОЕ/100мл; колифаги – не более 10 БОЕ/100мл) и б) рекреационного водопользования (термотолерантные колиформные бактерии – не более 100 КОЕ/100мл; общие колиформные бактерии – не более 500 КОЕ/100мл; колифаги – не более 10 БОЕ/100мл). При этих условиях вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций бактериальной, вирусной этиологии, а также жизнеспособные яйца гельминтов, онкосферы тениид и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейших.

Крайне важным в данном документе является п. 6.8 в разделе № 6 «Гигиенические требования к размещению, проектированию, строительству, реконструкции и эксплуатации хозяйственных и других объектов», которым утверждено положение об обязательном обеззараживании выпускаемых хозяйственно-бытовых сточных вод. При этом указано, что «....метод, хлорирование, ультрафиолетовая обработка, или озонирование выбирается с учетом эффективности обеззараживания и сравнительной опасности продуктов трансформации в соответствии с МУ 2.1.5.800-99 «Организация госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод*».

Для рекреационных морских вод правила сброса сточных вод и условия рекреационного морского водопользования регламентируются СанПиН № 4631-88 «Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения». Требования к качеству морской воды по санитарно-микробиологическим показателям в районе водопользования населения устанавливают отсутствие возбудителей инфекционных заболеваний в воде рекреационной зоны. При этом, нормируются следующие уровни санитарно-показательных микроорганизмов, обеспечивающих эпидемическую безопасность при купании: число лактозоположительных кишечных палочек (они же – общие колиформные бактерии по новой классификации) не должно превышать 5000 КОЕ/л в зоне купания; не более 10000 – в черте населенных мест; не более 100 КОЕ/л – в местах водозабора для лечебниц и плавательных бассейнов; не более 1000 КОЕ/л – в местах водозабора для опреснительных установок. Предусмотрено наличие колифагов (показателей вирусного загрязнения) – не более 100 БОЕ/л при данных видах рекреационного водопользования.

Известно, что до последнего времени основным способом обеззараживания сточных вод после доочистки является хлорирование. В результате этого в поверхностные водоемы попадает огромное количество хлора, угнетающего водные биоценозы, образуются продукты трансформации, хлорсодержащие вещества (тригалометаны и др.), которые по пищевым цепочкам (рыбопродукты) попадают к человеку и могут вызывать тяжелейшие заболевания: мутагенные, канцерогенные, тератогенные и др. Поэтому очень важным является положение 4.3. в разделе № 4 «Гигиеническоая оценка эффективности обеззараживания сточных вод» МУ 2.1.5.800-99, где указано, что «...хлорированные сточные воды перед сбросом в водоем должны подвергаться дехлорированию (реагентный метод, аэрация и др.). В том случае, когда дехлорирование невозможно обеспечить, должны применяться другие способы обеззараживания».

В настоящее во всем мире широко внедряется метод обеззараживания сточных вод с использованием УФ-ламп. В нашей стране этот метод также внедряется. Например, на очистных сооружениях в г. Зеленограде установлена система обеззараживания стоков после доочистки с использованием УФ-установок нового поколения. Условия процесса обеззараживания, гигиенические критерии использования УФ-излучения для обеззараживания сточных вод, осуществление санитарно-эпидемиологического надзора и производственного лабораторного контроля за процессом и эффективностью УФ-обработки осуществляются в соответствии с МУ 2.1.5.732-99 «Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод УФ-излучением».

В расчетах допустимых сбросов веществ и микроорганизмов учитываются наиболее неблагоприятные условия эксплуатации объекта, приводящие к увеличению сбросов загрязняющих веществ:

- залповые сбросы при нарушении технологического режима;

- остановки на ремонт (или замену) природоохранного оборудования, коммуникаций и др.;

- возможные изменения сырья и топлива;

- режим работы оборудования (цикличности процессов и т.п.).

Сроки действия нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов устанавливаются органами исполнительной власти субъекта Российской Федерации, осуществляющими управление в области охраны окружающей среды.

Необходимость пересмотра может возникнуть до истечения срока их действия при изменении экологической обстановки в регионе, появлении новых или уточнении параметров существующих источников негативного воздействия на окружающую среду.

Принцип нормирования вредных веществ в почве значительно отличается от принципов нормирования вредных веществ в воде водоемов, атмосферном воздухе и продуктов питания. Это связано с тем, что основное поступление почвенных загрязнителей в организм человека происходит не прямым путем, а опосредованно через контактирующие с почвой среды по сложным трофическим цепям. Начальным звеном их является почва: почва – растения (продукты питания) – человек; почва – корма – животные – человек; почва – вода – человек; почва – атмосферный воздух – человек, поэтому нормирование химических веществ в почве направлено прежде всего на предупреждение опасного для здоровья людей вторичного загрязнения через почву выращиваемых сельскохозяйственных растений, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, а также на сохранение барьерной функции почвы (самоочищающей способности). Исходя из этой теоретической предпосылки, с учетом результатов научно-исследовательских работ, выполненных ранее в гигиенических учреждениях страны была разработана методология экспериментального обоснования предельно допустимой концентрации (ПДК) химических веществ в почве.

Заложенные в ее основу научно – обоснованные принципы, критерии и показатели вредности отражают все возможные пути опосредственного воздействия почвенных загрязнителей на организм человека и биологическую активность почвы. Это транслокационный показатель вредности, характеризующий закономерности миграции веществ из почвы через корневую систему в сельскохозяйственные растения. Миграционный водный отражает процессы возможного вымывания токсикантов из почвы в подземные и поверхностные воды. Миграционный воздушныйпоказатель позволяет оценить уровень десорбции вещества из почвы в атмосферный воздух. Общесанитарный показатель характеризует уровень изменения биологической активности почвы под влиянием нормируемого вещества. Каждый из показателей вредности оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества в почве, гарантирующего его переход в контактирующие среды в количествах не превышающих ПДК для воды водоемов, атмосферного воздуха, ПДК для продуктов питания, а также отсутствие негативного влияния на самоочищающую способность почвы.

Наименьшая из 4-х обоснованных величин является лимитирующей и принимается за ПДК нормируемого вещества, так как отражает наиболее опасный путь воздействия. Таким образом, ПДК химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека и почвенной биоты содержания химического вещества в почве.

Обязательным предварительным этапом исследования является определение стабильности нормируемого вещества в почве, что позволяет определить целесообразность нормирования и прогнозировать возможный уровень загрязнения.

Факультативно предусматривается проведение санитарно – токсикологических исследований. Их постановка предполагается при отсутствии (недостаточности) литературных данных или необходимости углубленного изучения нормируемого вещества.

Опыт нормирования показал, что в подавляющем большинстве случаев (более 60 %) лимитирующим показателем является транслокация, т.е. переход загрязнителя из почвы в растения. Эта закономерность была положена в основу разработки расчетных методов обоснования ориентировочно допустимых количеств (ОДК) как для экзогенных химических веществ в почве (средства защиты растений), так и для ряда химических веществ природного происхождения, повсеместно присутствующих в почве, воде, пищевых продуктах (свинец, медь, никель, кадмий, цинк, мышьяк).

Особенностью ОДК тяжелых металлов и мышьяка в почве является обоснование этих нормативных уровней для трех ассоциаций основных почв России, занимающих 60 %–70 % территории, по их устойчивости к химическому загрязнению. Установленные ОДК являются по существу, первыми региональными нормативами, позволяющими дифференцированно подходить к оценке состояния почв в различных почвенно-климатических зонах России.

Гигиенические ПДК и ОДК являются основными критериями антропогенного загрязнения почв химическими веществами. В настоящее время обоснованно 547 нормативов, в основном валовых форм приоритетных загрязнителей – пестицидов и тяжелых металлов, при их раздельном присутствии в почве.

Для ряда веществ обоснованы ПДК с учетом их совместного присутствия в почве: ванадий + марганец, свинец + ртуть, изопропилбензол + альфа-метил стирол. ПДК трех соединений представляют собой допустимые суммарные количества веществ одной группы соединений (ксилолы – орто-, мето-, пара-), вещества и их метаболиты (байлтон + метаболит, ДДТ и его метаболиты).

Для семи химических веществ (кобальт, марганец, медь, никель, свинец, цинк, фтор, хром) утверждены ПДК подвижных форм этих элементов, что наиболее адекватно отражает биологическую активность токсиканта в почве и его реальную опасность для различных факторов окружающей среды.

При наличии аналитических данных по валовым и подвижным формам элементов оценку почв проводят по более «жесткому» нормативу.

В случае отсутствия нормативов сравнение уровней загрязнения почв проводится с местным фоном.

Оценку опасности загрязнения почв комплексом тяжелых металлов проводят по суммарному показателю загрязнения (Zс), который равняется сумме коэффициентов концентраций химических элементов – загрязнителей и выражается формулой:

Z_с = å (К_сi + … +К_сn) – (n - 1), (4-1)

где n – число определяемых веществ;

К_сi – коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, который является отношением фактического содержания определяемого вещества в почве (С_i), в мг/кг почвы, к региональному фону данного вещества (С_ф): К_сi = С_i/С_фi.

В условиях населенных пунктов опасность химического загрязнения почв усугубляется биологическим загрязнением. При большом химическом загрязнении отмечается значительное микробное и вирусное загрязнение почв, высокая обсемененность яйцами гельминтов, среди которых преобладают токсокары, аскариды и власоглавы. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляют почвы и песок песочниц детских садов, из которых выделялись сальмонеллы, вирусы и гельминты.

Обобщение многолетних исследований по оценке санитарного состояния почв и изучению особенностей жизнедеятельности патогенных энтеробактерий и геогельминтов в условиях техногенного загрязнения позволили обосновать необходимость дифференцированной оценки почв, которая базируется на двух основных положениях: 1) хозяйственное использование территорий; 2) наиболее значимые пути воздействия почв этих территорий на человека. Исходя из этого, опасность загрязнения почвы населенных пунктов определяется эпидемической значимостью, ролью почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и непосредственным контактом с человеком.

Эпидемиологическая безопасность почвы обеспечивается при соблюдении СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы». Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 16 апреля 2003 года. Оценка степени эпидемиологической опасности почвы представлена в табл. 4.3.

Таблица 4.3