Санитарно-гигиенический подход к нормированию
качества вод
Содержание химических веществ в окружающей среде начали контролировать еще в 1925 г., когда определили первые значения ПДК для воздушной среды рабочей зоны. В 1949 г. впервые были установлены некоторые ПДК для атмосферного воздуха, а в 1950 г. – для воды. Современное санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, включая почву, продукты питания и т.д., а также различные пути поступления вредных веществ в организм.
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов [Методы определения.., 1970; Основы общей.., 1976; Новиков с соавт., 1990; Фомин, 1995; Предельно допустимые.., 1998; Федеральный закон.., 2002]. Существует большое количество справочников, содержащих подробную и исчерпывающую информацию о ПДК и токсикологических показателях различных химических веществ [Беспамятнов, Кротов, 1985; Дмитриев с соавт., 1991; Сборник санитарно-гигиенических.., 1991; Беляев, 1993; Майстренко с соавт., 1996; Перечень рыбохозяйственных.., 1999; Гусева с соавт., 2000]. "Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ" Минздрава РФ (адрес в Интернет https://www.regchem.msk.ru ) распространяет АИПС "Опасные вещества" – базу данных по опасным химическим и биологическим веществам, содержащую данные о 2350 зарегистрированных в РПОХВ веществах (химическая номенклатура, физико-химические характеристики, параметры токсикометрии, оценку специфических и отдаленных эффектов, показатели экологической безопасности, гигиенические и экологические нормативы, библиографические данные). В базу данных, наряду с исчерпывающей отечественной информацией, включены сведения из ведущих зарубежных баз данных опасных веществ, в том числе международного регистра потенциально токсичных веществ.
Под санитарно-гигиеническими показателями качества воды понимаются характеристики ее состава и свойств, определяющие пригодность воды для использования человеком или в качестве среды для обитания некоторых видов фауны (в первую очередь, промысловых рыб). В целях контроля за качеством воды российским законодательством, Минздравом и Госкомсанэпиднадзором Российской Федерации были разработаны и приняты основополагающие документы [Водный кодекс.., 1995; СанПиН 2.1.4.1074-01; СанПиН 2.1.5.980-00; Правила охраны.., 1991; Методические указания.., 1976, 1984, 1986, 1998], которые устанавливают порядок обоснования нормативов, санитарные требования и значения ПДК для воды с учетом рекомендаций World Health Organization (Всемирной Организации Здравоохранения – ВОЗ [Guidelines for.., 1983, 1984]). В частности, СанПиН 2.1.4.1074-01 нормирует содержание вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека, определяет органолептические и некоторые физико-химические параметры питьевой воды. Здесь необходимо отметить, что вопреки бытующему мнению об отсталости нашей нормативной базы, по большинству параметров российский СанПиН удовлетворяет рекомендациям ВОЗ и не уступает зарубежным стандартам, а в некоторых позициях их даже превосходит (см. таблицу 3.1). К сожалению, утвержденные еще во времена СССР нормативы всегда были весьма жесткими, но редко соблюдались на практике.
Таблица 3.1
Предельно допустимые концентрации (мг/л) содержания основных веществ в воде
водоемов, принятые в России и рекомендованные международными организациями
|
Химические вещества и показатели качества воды |
ВОЗ |
ЕС |
Россия | |||
|
Источник | Норматив | ЛПВ |
Класс опасности | |||
|
Алюминий (Al) |
0.2 |
0.2 |
СанПиН ВНИРО
|
0.5 0.04
|
сан.-токс. токс.
|
2 4
|
|
Азот аммонийный (NH4+) |
1.5 |
0.5 |
СанПиН ВНИРО
|
2.0 0.39
|
сан.-токс. токс.
|
3 4
|
|
Аммиак (NH3) |
1.5 |
0.5 |
СанПиН ВНИРО
|
2.0 0.05
|
сан.-токс. токс.
|
3 4
|
|
Бензпирен |
0.7 |
0.01 |
СанПиН |
0.005 |
сан.-токс. |
1 |
|
БПКполн |
|
|
ВНИРО |
3 |
общие требования |
|
|
Водородный показатель pH |
|
6.5–8.5 |
СанПиН ВНИРО
|
6.5 – 9 6.5 – 8.5 |
общие требования |
|
|
Гексахлорциклоцексан |
0.02 |
0.002 |
СанПиН ВНИРО
|
0.02 0.00001
|
сан.-токс. токс.
|
2 1
|
|
ДДТ |
0.0002 |
|
СанПиН ВНИРО
|
0.0002 0.00001
|
сан.-токс. токс.
|
1 |
|
Железо общее |
0.3 |
0.2 |
СанПиН ВНИРО
|
0.3 0.1
|
орган. токс.
|
4 |
|
Железо-ион (Fe2+) |
|
|
ВНИРО |
0.005 |
токс. |
4 |
|
Жесткость общая |
|
1.2 |
СанПиН |
7 |
|
|
|
Кадмий (Cd2+) |
0.003 |
0.005 |
СанПиН ВНИРО
|
0.001 0.005
|
сан.-токс. токс.
|
2 |
|
Медь (Cu2+) |
0.002 |
0.002 |
СанПиН ВНИРО
|
1 0.001
|
орган. токс.
|
3 |
|
Минерализация общая |
1000 |
1500 |
СанПиН ВНИРО
|
1000 1000
|
общие требования |
|
|
Нитрат-анион (NO3-) |
50 |
50 |
СанПиН ВНИРО
|
45 40
|
орган. сан.-токс. |
2 |
|
Нитрит-анион (NO2-) |
3 |
0.5 |
СанПиН ВНИРО
|
3 0.08
|
орган. токс.
|
2 |
|
Нефтепродукты (раст. и эмульс.) |
|
|
СанПиН ВНИРО
|
0.1 0.05
|
орган. рыб-хоз.
|
|
|
Никель (Ni) |
0.02 |
0.02 |
СанПиН ВНИРО
|
0.1 0.01
|
сан.-токс. токс.
|
3 |
|
Окисляемость перманганатная |
|
5 |
СанПиН |
5 |
общие требования |
|
|
Растворенный кислород |
|
|
ВНИРО |
не менее 6 |
общие требования |
|
|
-Радиоактивность общая, Бк/л |
0.1 |
|
СанПиН |
0.1 |
|
|
|
-Радиоактивность общая, Бк/л |
1 |
|
СанПиН |
1 |
|
|
|
Ртуть (Hg) |
0.001 |
0.001 |
СанПиН ВНИРО
|
0.0005 0.00001
|
сан.-токс. токс.
|
1 |
|
Свинец (Pb) |
0.01 |
0.01 |
СанПиН ВНИРО
|
0.03 0.006
|
сан.-токс. токс.
|
2 |
|
Сульфат-анион (SO42-) |
250 |
250 |
СанПиН ВНИРО
|
500 100
|
орган. сан.-токс. |
4 |
|
Фосфаты (РО43-) |
|
|
ВНИРО |
От 0.05 до 0.2 |
санитар. |
4 |
|
Фенол |
|
|
СанПиН ВНИРО
|
0.001 0.001
|
орган. рыб-хоз.
|
4 3
|
|
Фторид-анион (F-) |
1.5 |
1.5 |
СанПиН ВНИРО
|
1.5 0.05
|
сан.-токс. токс.
|
2 3
|
|
Хлорид-анион (Cl-) |
250 |
250 |
СанПиН ВНИРО
|
350 300
|
орган. сан.-токс. |
4 |
|
Хлор свободный |
0.5 |
|
СанПиН ВНИРО
|
0.3 0.00001
|
орган. токс.
|
1 |
|
Хром (Cr6+) |
0.05 |
0.05 |
СанПиН ВНИРО
|
0.05 0.02
|
сан.-токс. токс.
|
3 |
|
Цинк (Zn) |
3 |
5 |
СанПиН ВНИРО
|
5 0.01
|
орган. токс.
|
3 |
Использованные условные обозначения: ВОЗ – рекомендуются Всемирной Организацией Здравоохранения при ООН; ЕС – директива Совета Европейского Союза от 3 ноября 1998 г.; СанПиН – ПДК содержания веществ в питьевой воде согласно СанПиН 2.1.4.1074-01; ВНИРО – ПДК для воды объектов, имеющих рыбохозяйственное значение [Перечень рыбохозяйственных.., 1999]; ЛПВ – лимитирующий показатель вредности (см. по тексту).
В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1074-01 «питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства». В ходе обоснования ПДК для каждого вещества предварительно определяется класс опасности, который характеризует следующие свойства ксенобиотиков:
-
способность к накоплению в организме и кумуляции эффекта вредного действия; -
вероятность вызывать отдаленные последствия (т.е. степень опасности хронического отравления); -
скорость резорбции вещества тканями живого организма (более опасны гидрофильные и липофильные химические соединения, легко проникающие к чувствительным центрам биореципиентов).
Вещества делятся на следующие классы опасности:
-
1 класс - чрезвычайно опасные вещества, для которых проводится полная схема тестирования (острый, подострый, хронический и пожизненный опыты на разных группах животных); -
2 класс – высоко опасные вещества, изучаемые по развернутой схеме; -
3 класс – опасные соединения, для которых не ставится хронический эксперимент; -
4 класс – умеренно опасные вещества, нормируемые по экспрессной схеме.
Экспериментально обосновываются ПДК для водоемов двух классов:
-
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) — это максимальная концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования [СанПиН 2.1.5.980-00]; -
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) — это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых [Гусев, 1975; Лукьяненко 1983].
ПДКвр представляет собой норматив качества воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей; прежде всего, к этой группе относятся водные объекты по сохранению и воспроизводству ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода. Таким образом, введение ПДКвр можно считать определенным шагом на пути экологического нормирования состояния водной среды, учитывающего не только интересы человеческой деятельности, но и, в некоторой степени, предполагающего ограничение воздействия на гидробионтов (условия, приемлемые для промысловых рыб, как правило, благоприятны и для всего биоценоза). Экспериментально ПДКвр «устанавливается по наиболее чувствительному звену трофической цепи водоема» [Перечень рыбохозяйственных.., 1999] и, как правило, существенно меньше, чем ПДК для питьевой воды (см. позиции для хлора и тяжелых металлов в табл. 3.1).
В основе регламентирования концентрации вредных химических соединений в воде лежат следующие основные свойства изучаемых веществ (критерии вредности):
-
интенсивность прямого токсического действия ксенобиотика на здоровье человека и водные организмы (токсикологический показатель вредности); -
влияние на общий санитарный режим водоема, выражаемый в изменении таких интегральных показателей, как рН, БПК, содержание кислорода, нарушении самоочищения воды, эвтрофировании и т.д. (санитарный показатель вредности); -
одновременное действие вещества на организмы и санитарные показатели водоема (санитарно-токсикологический показатель вредности); -
способность вещества к образованию пленок и пены на поверхности водоема; изменение цвета воды, появление посторонних привкусов и запахов (органолептический показатель вредности); -
изменение товарных качеств промысловых водных организмов, появление в рыбе неприятных привкусов и запахов (рыбохозяйственный показатель вредности).
При обосновании ПДК одновременно устанавливается и ЛПВ – лимитирующий (или минимальный из всех перечисленных значений) показатель вредности по наиболее чувствительному звену. ЛПВ имеет значение при оценке комбинированного действия смеси веществ. Например, при обнаружении в питьевой воде нескольких химических соединений, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по одному и тому же признаку вредности, необходимо определить сумму отношений фактических концентраций C каждого из них к величине его ПДК. В результате эта сумма не должна превышать 1 [СанПиН 2.1.5.980-00]:
(3.3)
Само по себе санитарно-гигиеническое нормирование не предполагает выделение классов качества воды и водоемов, вернее, предполагается только два класса качества: с соблюдением гигиенических нормативов ("норма") и с нарушением нормативов ("патология"). Такой подход на законодательном уровне нельзя не считать определенным проявлением здравого смысла (предполагается, что водоемов с многократным превышением ПДК как бы не существует). Любопытно, например, что предыдущая редакция санитарных правил [СанПиН 4630-88] предписывает водопользователям при определении приоритета и объема необходимых водоохранных мероприятий руководствоваться гигиенической классификацией водных объектов, представленной в табл. 3.2 и предполагающей разные градации степени сверхнормативного загрязнения. В действующем варианте СанПиН 2.1.5.980-00 такая гигиеническая классификация уже отсутствует.
Таблица 3.2
Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения согласно приложения 3 СанПиН 4630-88 (ПДК орг. и ПДК токс. – предельно допустимые концентрации, установленные по органолептическому и токсикологическому признаку соответственно)
|
Степень загрязнения |
Оценочные показатели загрязнения для водных объектов I и II категорий |
Индекс загрязнения | ||||||
|
Органолептический |
Токсикологический |
Санитарный режим |
Бактериологический | |||||
|
Запах, привкус в баллах |
Степень превышения ПДК орг.
|
Степень превышения ПДК токс. |
БПК20, мгО/л |
Растворенный кислород мг/л |
Число лактополо-жительных кишечных палочек в 1 л
| |||
|
I |
II | |||||||
|
Допустимая |
2 |
1 |
1 |
3 |
6 |
4 |
менее104 |
0 |
|
Умеренная |
3 |
4 |
3 |
6 |
8 |
3 |
104 –105 |
1 |
|
Высокая |
4 |
8 |
10 |
8 |
10 |
2 |
105 –106 |
2 |
|
Чрезвычайно высокая |
>4 |
>8 |
100 |
>8 |
>10 |
1 |
более 106 |
3 |
Значения ПДК используются в качестве нормативной основы в нескольких десятках методик комплексной оценки качества воды, различающихся предназначением, составом и количеством используемых параметров, способом операций с ними и др. (некоторые из них приводятся нами ниже).