CC BY
14УДК 628.515: [504.4.054 + 504.062.2]
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
© 2015 г. Н.А. Сечкова, Г.А. Оболдина, А.Н. Попов
ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», г. Екатеринбург
Ключевые слова: наилучшие доступные технологии, водопользователь, водный объект, комплексные критерии качества вод, показатель антропогенной нагрузки, потенциал воздействия, индекс класса качества воды, индекс воздействия сбросов, сточные воды.
Разработаны комплексные критерии качества, которые могут быть применены как при оценке качества вод водных объектов, так и качества технологий очистки сточных вод. Качество технологий определяется путем косвенной оценки их технического уровня по качеству сбрасываемых сточных вод с использованием предложенных критериев: показатель антропогенной нагрузки, потенциал воздействия в единицах негативного воздействия, индекс воздействия сбросов и др.
Показана практическая значимость разработанных комплексных критериев качества при выявлении и идентификации технологий в качестве наилучших доступных в процессе разработки отечественных справочников, ранжировании водопользователей по интенсивности негативного воздействия, оценке класса качества воды водного объекта и степени его деградации. Предложенный инструментарий обеспечит формирование единообразной, простой и прозрачной системы учета последствий негативного воздействия и регулирования водопользования, использование объективно обоснованных затрат на внедрение наилучших доступных технологий, обоснование нормативов общего действия.
Н.А. Сечкова Г.А. Оболдина А.Н. Попов
Вод_твоРоссИИ№6,2015,
ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО РОССИИ
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
ВВЕДЕНИЕ
Существующая в Российской Федерации система нормирования на основе нормативов допустимого сброса не обеспечивает баланса интересов и возможностей водопользователей, особенно в области компенсации негативного воздействия на окружающую среду. В настоящее время не существует системы комплексной оценки применяемых технологий для выбора наилучших доступных технологий (НДТ). Для достижения ожидаемых результатов перехода к технологическому нормированию на основе НДТ необходим объективный, единообразный механизм оценки качества вод поверхностных водных объектов и качества технологий очистки сточных по признакам воздействия на окружающую среду.
Для учета последствий негативного воздействия, оценки динамики самоочищения водного объекта, соответствия технологии качеству НДТ предлагается использовать оперативно определяемые комплексные критерии качества, которые могут быть применены как при оценке качества вод водных объектов (КритерийКВ), так и качества технологий (КритерийКТ). Качество технологий определяется путем косвенной оценки их технического уровня по качеству сбрасываемых сточных вод.
Использование способа выражения загрязнения природных вод через требуемые объемы разбавляющей воды (метод «условной водоемкости») предлагалось достаточно давно: в Методических указаниях [1] и работе [2]. Данный метод использовался в водно-балансовых расчетах в системе АскВод Енисей в 1980-х гг. [3], не получил широкого распространения и в настоящее время применяется в системе оценки токсичности воды [4] и модифицированном подходе к определению платежной базы [5].
Цель исследования - разработка простых и прозрачных критериев качества, которые помогут водопользователям, экспертам в области НДТ, контролирующим органам снизить риск принятия необъективного решения в области охраны и рационального использования водных объектов.
Как показало исследование, использование комплексных критериев обеспечило выявление и обоснование российских отраслевых НДТ [6-8]. При выдаче комплексных экологических разрешений и проверке деклараций о негативном воздействии на окружающую среду при обосновании условий водопользования их роль может быть незаменима.
Анализ международных и отечественных процедур оценки рациональности водопользования позволяет выделить два основных уровня: оценка внутреннего уровня и оценка внешнего уровня. Оценка внутреннего уровня - оценка технического совершенства непосредственно технологии производства конкретной товарной продукции, а также системы организации водопользования (прямоточная, повторного использования вод, оборот-
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
ная, комплексная). Типичный показатель оценки внутреннего уровня -удельная норма водоотведения в расчете на единицу производимой продукции (м3/т). Оценка внешнего уровня - оценка допустимой массы сбросов загрязняющих веществ (ЗВ) со сточными водами.
В современной практике ограничения сбросов ЗВ, как правило, применяется второй уровень оценки. Обязательность мероприятий по снижению удельной нормы водопотребления не регламентируется.
Практика внедрения НДТ за рубежом основана на сочетании обоих уровней. Типичными показателями оценки уровня организации НДТ признаются технологические нормативы сбросов загрязняющих веществ со сточными водами, выбросами в воздух, на рельеф в расчете на единицу производимой продукции (кг/т).
Разработка комплексных критериев качества для процедур выявления и внедрения НДТ - сложный и ответственный процесс. Следует заметить, что мировое сообщество пока не разработало единообразного подхода к выбору водохозяйственных НДТ. Эксперт в странах ЕС, например, должен принять однозначное решение при выборе одной НДТ из нескольких, имеющих различные значения критериев по водному фактору (токсичности, склонности к эвтрофированию) и по фактору воздействия на воздух [9].
Для формирования комплексных критериев качества предлагаются показатели оценки качества природной воды и качества технологий очистки сточных вод:
1) ПАН - показатель антропогенной нагрузки, усл. м3/м3;
2) ПВ - потенциал воздействия в единицах негативного воздействия, ЕВ/м3;
3) Соотношение ПАН/ПВ (усл. м3/ЕВ), ПВ/ПАН (ЕВ/усл. м3);
4) ИВСПАН, ИВСПВ - индекс воздействия сбросов по ПАН (усл. м3/год) и ПВ (ЕВ/год) соответственно;
5) ИКК - индекс класса качества воды водного объекта;
6) Критерий динамики деградации качества воды используемого водного объекта.
1) Показатель антропогенной нагрузки (ПАН)
Концентрация аналита, измеренная в сточной воде и отражающая определенный тип негативного воздействия хозяйствующего субъекта, отнесенная к величине соответствующего целевого показателя (ЦП.), достижимого при НДТ, представляет собой требуемую кратность разбавления до безвредного содержания и является показателем антропогенной нагрузки по данному типу негативного воздействия ПАН. (усл. м3/м3) [6].
ПАН. = Ф. • С,
где Ф. - фактор воздействия; Ф. = 1/ЦП. НДТ , ЦП. НДТ - целевое значение аналита-маркера по г-му виду воздействия, мг/усл. дм3; С. - концентрация аналита-маркера, отражающего определенный вид воздействия, мг/дм3. ПАН = Е ПАН. - виртуальный показатель, характеризующий «условную водоемкость» предприятия по всем установленным типам негативного воздействия.
На рис. 1 представлены варианты сравнения реальных и соответствующих виртуальных критериев. Оперативное сравнение ПАН и коэффициента разбавления сточных вод обеспечивает обоснование необходимого технического уровня очистных сооружений, либо сокращения количества сточных вод. Способ выражения антропогенной нагрузки через объем воды, требуемой для разбавления, заложенный в ПАН, может характеризовать и наличие водного ресурса, и его дефицит. Если «условная водоем-кость» предприятия превышает объем стока реальной реки - налицо дефицит водного ресурса.
Реальность
Виртуальная среда
Рис. 1. Использование ПАН сточных вод для оценки водохозяйственной деятельности (ц - расход сточных вод, р - расход воды в реке, К - коэффициент разбавления сточных вод, ПАН - показатель антропогенной нагрузки для сточных вод, ИВС - индекс негативного воздействия сбросов).
Анализ корреляции между степенью ухудшения качества воды водного объекта в различных створах и КритериевКВ в этих же створах обеспечит обоснование экологически допустимого качества воды в водном объекте и экологически допустимого негативного воздействия для конкретного водного объекта (с позиций экологического благополучия водного объекта). ПАН удобен при обосновании НДТ в отраслях, где не учитывается удельная норма водопотребления-водоотведения (ЖКХ, пищевая промышленность, предприятия с высокой рациональностью водопользования), обеспечивает единую политику охраны водных объектов и регулирования сбросов сточных вод для промышленных предприятий и ЖКХ.
2) Потенциал воздействия (ПВ)
ПВ - комплексный удельный показатель качества воды, сточных вод, технологий, характеризующий количество единиц воздействия (ЕВ) на один
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
кубометр отводимой (сбрасываемой) сточной воды, или на одну тонну продукции, или в единицу времени (ЕВ/м3, ЕВ/т продукции, ЕВ/год и т. п.). Под единицей воздействия понимается величина негативного воздействия, определяемая на основе выявления величин масс аналитов-маркеров, характеризующих последствия соответствующих типов воздействий, приводящих к сопоставимому негативному изменению качества воды водного объекта.
Потенциал воздействия в ЕВ [6] может быть использован в качестве комплексного показателя, относящегося как к качеству сточных вод, так и к любому целевому удельному по массе показателю (ЕВ/т продукции и др.), т. е. к технологическим показателям и нормативам.
Потенциал воздействия НДТ или сточных вод на водные объекты рассчитывается по формуле, предложенной в [6],
п
ПВ=Е С/ МББ.
м ' '
где п - количество учитываемых типов воздействия, ед.; С. - концентрация аналита-маркера, характеризующего воздействие, мг/дм3; МЕВ. - масса единицы воздействия аналита-маркера, кг.
ПВ является комплексным показателем, обеспечивает единообразную оценку, градацию и ранжирование технологий по негативному воздействию на состояние водных объектов, т. е. путем сопоставительного анализа технологий и технологических показателей, имеющих различные характеристики качества сточных вод по токсичности, ХПК, формам азота, фосфору фосфатов и др. Совместное использование показателей ПАН и ПВ позволяет эффективно выявлять водопользователей-нарушителей, устанавливать зоны негативного влияния, зоны необратимой деградации водных объектов.
На рис. 2 представлена схема исследования зоны негативного воздействия промышленного предприятия (целлюлозно-бумажного комбината) для оценки его влияния на водный объект. Установлено, что зона негативного влияния сбросов сточных вод ЦБК распространяется на расстоянии 10 км ниже контрольного створа (отсутствуют другие объекты негативного воздействия). Существенное приращение ДПАН, ДПВ в створах вниз по течению реки с характерным гидродинамическим режимом показывает, что происходит необратимое ухудшение класса качества воды.
В табл. 1 представлены технологические показатели Котласского целлюлозно-бумажного комбината (ЦБК) [10], ЦБК Шарблакка [10] и европейского справочника НДТ по целлюлозно-бумажной промышленности [11], для которых рассчитан ПВ в единицах воздействия (нижняя строка). Потенциал воздействия НДТ по зарубежным оценкам (четвертый столбец) соответствует 0,68 и 0,70 ЕВ/т., а Котласский ЦБК (Россия) качеству НДТ
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
фоновый створ
контрольный створ
-1-
23
ПАН = 7,5 ед. ПВ = 574 ЕВ/тыс.м3
о км от контрольного створа
-Н-►
4,1 Изменение класса качества воды
ПАН = 18,72 ед. ПВ = 2083 ЕВ/тыс.м3
ПАН = 51 ед.
ПВ = 3289 ЕВ/тыс.м3
Рис. 2. Принципиальная схема исследования зоны негативного воздействия промышленного предприятия.
не соответствует, его ПВ превышает европейский норматив более чем в 3,7 раза. Использование ПВ в единообразных единицах измерения -ЕВ обеспечивает сравнение европейских технологических показателей НДТ и российских ПВ и может являться ориентировочным значением при идентификации технологий качества НДТ в России. Таким образом, ПВ обеспечивает оценку соответствия негативного воздействия сточных вод технологий качеству наилучших доступных технологий при наличии технологических показателей аналогичной продукции и может быть использована при разработке отечественных справочников НДТ.
Таблица 1. Технологические показатели сточных вод российского и зарубежных ЦБК
Показатели Котласский ЦБК (Россия) ЦБК Шарблакка (Швеция) Европейский справочник по ЦБК
ХПК, кг/т 83,4 15,5 23,0
Фосфор общий, кг/т 0,06 0,03 0,03
АОХ, кг/т 0,43 0,14 <0,25
Азот общий, кг/т 0,16 - 0,25
Взвешенные вещества, кг/т 12,2 - 1,5
ПВ, ЕВ/т 2,52 0,70 0,68
Примечание: АОХ - адсорбируемый органически связанный хлор.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
С помощью ПАН и ПВ также может быть произведена оценка однотипных технологий на соответствие негативного воздействия сбросов сточных вод качеству НДТ при нерегулируемой норме водоотведения.
При формировании и анализе базы данных по видам очистки, используемым в технологии, и предельным конечным концентрациям ингредиентов в сточной воде предприятий в конкретной отрасли можно выделить набор групп сооружений (блок-схем), обеспечивающий определенный уровень воздействия хозяйственной деятельности на состояние водного объекта.
В табл. 2 представлены показатели качества очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод для рассмотренных технологий с использованием различных блок-схем и результаты расчета ПАН и ПВ, по которым построена точечная диаграмма зависимости ПАН от ПВ (рис. 3).
1
16 * * 2 Л
17 ■ 12
*
4 7 13* *
* 14 % 4 23 ¥ 21
С 25 №
о
О 10 го 30 40 50 60 70
ПАК усл. м3 /и3
Рис. 3. Точечная диаграмма зависимости ПАН от ПВ для очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод.
Из представленных на рис. 3 данных выделяются следующие группы, которые условно можно назвать:
1) «Зеленые» технологии при ПАН < 10^12 ед., ПВ < 1,5 ЕВ/тыс. м3;
2) «Желтые» технологии при ПАН = 10^15 ед., 1,5 < ПВ < 2,5 ЕВ/тыс. м3;
3) «Синие» технологии при ПАН > 15 ед., ПВ > 2,5 ЕВ/тыс. м3.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
Таблица 2. Качество очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод и расчет ПАН, ПВ
№ Технология Качество сточных вод, мг/дм3 ПАН ПВ
п/п ХПК М(МН4+) N(N0;) N(N0,") ^общ Р(Р04") Р - общ вв
1 М + Бт 50 30 10 25 66 6,78
2 М+Бт+Мф 50 30 10 12 63 6,13
3 М+Бт+Хт 50 30 10 10 63 6,03
4 М+Бт+Хт+Мф 50 30 1 10 18 3,03
5 М+Бт+Хт+Мс 15 30 0,5 1 10 1,72
6 М+Бт+Хт+Мф+Мс 15 10 0,5 1 6 0,92
7 М+БтХт 50 20 2 20 23 3,47
8 М+БтХт+Ба+БН, 20,0 3 0,5 10 6,5 1,19
9 М+БтХт+Ба+БЫ~+Мф 15,0 2 0,2 2 2,5 0,55
10 М+БтХт+Ба+БЫ~+Мф+Мс 8,0 2 0,2 1 1 0,36
11 М+Ба 50,0 20 10 20 63 6,13
12 М+Ба+Мф 40 20 10 10 60 5,43
13 М+БтХт+Ба 50 20 2 15 22 3,22
14 М+БтХт+Ба+Мф 40 20 1 5 14 2,18
15 М+Ба+Мф+ФХи 20 2 1 5 8 1,06
16 М+Хт 180 30 1,3 25 35,5 6,48
17 М+Хт+Мф 150 30 1,3 4 27,5 4,83
18 М+Хт+Мф+Мс+Мф 45 30 1,3 4 17 2,73
19 М+Хт+ФХт+Мф+Мс 45 10 1,3 4 13 1,93
20 М+Хт+Мф+ФХи+Мс 13 5 0,2 5 4,3 0,78
21 М+Бт+Мф 30 6 0 0,05 0,7 12 29,9 2,66
22 М+Бт+Мф 28 4,5 од 0,05 0,5 18 25,2 2,56
23 М+Бт+Ба+БН,+Мф 30 1 10 0,05 0,7 5 19,3 1,96
24 М+Бт+Ба+БЫ~+Мф 32 0,85 8 0,05 0,56 4,5 16,9 1,77
25 М+БтХт+Ба+БН, 25 1 5 0,05 0,15 8 12,3 1,49
26 М+БтХт+Ба+БЫ^ 22 0,9 3,5 0,04 0,15 7 9,35 1,27
27 М+Ба+Бт+БН, 30 1 5 0,05 0,3 8 14,3 1,65
28 М+Ба+Бт+БЫ~ 34 0,75 4,5 0,05 0,28 6,5 11,8 1,57
29 М+Ба+БтХт+БН, 25 1 5 0,05 0,15 8 12,3 1,49
30 М+Ба+БтХт+БН^ 23 1 3,6 0,04 0,15 9 10,1 1,41
Примечание: М - механическая очистка (грубая); Бт - полная биологическая очистка в аэротенках; Мф - механическая очистка фильтрованием; Хт- химическая очистка традиционными реагентами; Ба - анаэробная очистка; БЫ, - биологическая очистка с денитрификацией; Мс - сорбция.
Данные точечной диаграммы (рис. 3) показывают, что к уровню НДТ могут быть отнесены технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, характеризуемые ПАН <10, ПВ <1 ЕВ/тыс. м3 - «зеленые» технологии, а при определенных условиях - «желтые». 3) Соотношение ПАН/ПВ и ПВ/ПАН
По соотношению ПАН/ПВ и ПВ/ПАН в конкретной отрасли можно выделить набор технологий, обеспечивающий определенный уровень воздействия хозяйственной деятельности на состояние водного объекта. Исходя из этого, соответствующее значение соотношения ПАН/ПВ и ПВ/ПАН (табл. 3) должно являться нормативом общего действия, как характеризующее необходимое количество условных тыс. м3 воды для улучшения качества сточных вод на единицу воздействия. Формирование базы данных комплексных критериев обеспечит обоснование нормативов общего действия (выделены в табл. 3 зеленым маркером) как для конкретного водного объекта, так и для группы водных объектов, решение нестандартных задач при обосновании условий водопользования.
Таблица 3. Значения комплексных критериев качества по классам качества воды
Класс качества воды ПАН, усл. тыс. м3/тыс. м3 ПВ, ЕВ/тыс.м3 ПВ/ПАН, ЕВ/усл. тыс. м3 ПАН/ПВ, усл. тыс. м3/ЕВ
I 9 2,7 0,30 3,3
II 15 4,6 0,30 3,3
III 37 7,8 0,21 4,7
IV 74 12,4 0,16 5,9
V 145 20,5 0,14 7,1
4) Индекс воздействия сбросов (ИВС)
Для категорирования предприятий в соответствии с Федеральным законом от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» [12], ранжирования отраслей промышленности и отдельных предприятий по интенсивности негативного воздействия предлагается использовать индексы воздействия сбросов загрязняющих веществ ИВС (усл. м3/год) и ИВС (ЕВ/год), рассчитываемые по формулам
ИВСПАН = ПАН • а,
ПАН ст
(1)
ИВС = ПВ • а,
ПВ ст 11
(2)
где а - количество сточных вод, м3/год.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
На рис. 4 представлена схема оценки индекса воздействия сбросов сточных вод предприятий на участке реки.
Рис. 4. Схема оценки индекса воздействия сбросов сточных вод предприятий
на участке реки.
Ниже показано, как использование ПАН, ПВ, ИВС обеспечивает решение различных балансовых задач.
В общем случае для расчетов необходимы: расход сточных вод, расход воды в фоновом и контрольном створах реки, результаты количественного химического анализа сточных вод и воды в фоновом и контрольном створах.
о • ПАНф + q • ПАНст = + ^ • ПАНк (3)
где 0 - расход воды водного объекта;
ПАНф - показатель антропогенной нагрузки в фоновом створе;
q - расход сточных вод;
ПАНст- показатель антропогенной нагрузки сточной воды;
ПАНк - показатель антропогенной нагрузки в контрольном створе.
Вместо ПАН в (3) возможно использование ПВ, результаты расчетов позволяют:
- зная расход сточных вод объекта, оказывающего негативное воздействие (ОНВ), провести оценку соответствия фактического качества сточных вод с расчетным по данным, предоставляемым ОНВ;
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
- по (2), зная качество сточных вод ОНВ, провести проверку данных о количестве сточных вод, сбрасываемых в водный объект.
О • (ПАН - ПАН,)
q = ^-к-ф^ . (4)
(ПАНст - ПАНК)
На рис. 5 представлен пример проверки достоверности отчетности объекта, оказывающего негативное воздействие, с использованием комплексных критериев качества.
ПАН = 3,5 Ф
Вариант 1 Q = 10,7 м3/с ПАН = 12,6 к ПАН = 263 ст q = 0,317 м3/с q q = 0,388 м3/с q ~ q онв Данные ОНВ о качестве сточных вод достоверны
ПАН = 3,5 Ф
2 т Q = 10,7 м3/с Данные ОНВ
н а и р а В ПАН = 12,6 к q q = 6,49 м3/с q > q онв о качестве сточных вод вызывают
ПАН = 28,4 св q = 0,317 м3/с онв сомнения
Рис. 5. Пример проверки достоверности отчетности объекта, оказывающего негативное воздействие, с использованием показателя антропогенной
нагрузки по (4).
В варианте 1 использованы данные о качестве сточных вод предприятия «Ы», полученные независимой лабораторией, варианте 2 - данные отчетности о качестве сточных вод, предоставленные предприятием «Ы». Расчет баланса в варианте 1 подтверждает достоверность данных о качестве сточной воды, в варианте 2 данные о качестве сточной воды предприятия «Ы» по его отчетности подвергаются сомнению.
В табл. 4 представлена взаимосвязь между предлагаемыми комплексными показателями ПВ, ПАН и производными от них.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
Таблица 4. Взаимосвязь между комплексными критериями качества
Характеристика Расчетная формула Сфера применения
Уусл (объем, условный объем воды) m (масса загрязняющего вещества) C (концентрация загрязняющего вещества) Уусл = ИВС = ПАН • q, усл. м3/год (5) ИВС = ПВ • q, ЕВ/год (6) С = ПВ/ПАН, ЕВ/усл. тыс. м3 (7) ПВ, ЕВ/тыс. м3 Расчет условной водоемкости Расчет фактической массы сброса Расчетная Фактическая
Сравнение отраслевых фактических ПВ (ЕВ/м3) и рассчитываемых по формуле (7) (табл. 4) позволяет обосновать допустимые негативные воздействия на основе технологического нормирования.
Единообразная оценка негативных воздействий обеспечивает формирование механизма оценки целесообразности внедрения НДТ. Сравнение показателей (руб/ЕВ, руб/усл. м3) с соответствующими установленными на практике значениями (руб/м3), позволяет обосновать минимальную стоимость 1 ЕВ, что может обеспечить в дальнейшем формирование системы единообразного обоснования экологических платежей и оценки ущерба, нанесенного негативным воздействием водным объектам.
5) Индекс класса качества (ИКК) воды водного объекта с позиций экологического благополучия
Индекс класса качества обеспечивает комплексную оценку и характеристику динамики изменения экологического состояния водных объектов. В качестве примера, иллюстрирующего результаты оценки качества воды с использованием ИКК [13], в табл. 5 представлено изменение класса качества воды р. Москвы под влиянием хозяйственно-бытовых сточных вод [14].
Представленные в табл. 5 результаты позволяют сделать следующие выводы:
- качество воды до поступления хозяйственно-бытовых сточных вод соответствовало II классу;
- хозяйственно-бытовые сточные воды после очистных сооружений ухудшают качество воды до III класса;
- III класс качества вод свидетельствует об уязвимом состоянии водного объекта, из которого еще возможен переход во II класс качества;
- после сброса сточных вод необходим контроль изменения динамики состояния речных вод и установление зоны влияния сбросов сточных вод.
Используя ИКК воды водного объекта, возможно выявить водопользователя (или водопользователей), которые оказывают значительное негативное воздействие на водный объект.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
Таблица 5. Результаты оценки класса качества воды р. Москвы по участкам за июнь 2006 и июнь 2007 гг. (средние значения) [14]
Показатели Оценка класса качества воды
Выход из луки Серебряный Бор Ниже Курьяновских очистных сооружений Беседы Заозерье
Качество воды Класс качества Качество воды Класс качества Качество воды Класс качества Качество воды Класс качества
Аммоний (N), мг/л 0,31 3 4,05 4 3,23 4 2,81 4
Нитриты (N), мг/л 0,02 3 0,24 6 0,30 6 0,26 6
Нитраты (N), мг/л 0,14 1 3,04 2 3,55 2 4,02 2
ХПК, мгО2/л 21 2 37 2 33 2 32 2
БПК5, мгО2/л 1,7 1 3,71 2 3,85 2 2,82 1
ИКК 2,0 3,2 3,2 3,0
6) Критерий динамики деградации качества воды водного объекта
Оценка динамики деградации качества воды водного объекта под влиянием сброса сточных вод может быть выполнена на основе сравнения величин ПАН, ПВ в контрольных створах, рассчитанных по данным классификации воды (табл. 6). Для расчетов использованы данные по следующим показателям: сухой остаток, взвешенные вещества, аммоний (N), нитриты (N), нитраты (N), ХПК, фосфор фосфатов.
Изменение величины ПАН при изменении класса качества воды представлено на рис. 6, график на котором демонстрирует, что для I—III класса качества воды ПАН изменяется прямо пропорционально изменению класса качества воды. При ухудшении качества воды ниже III класса, наблюдается резкое увеличение угла наклона прямой к оси класса качества воды, что свидетельствует о резком изменении динамики качества воды. Таблица 6. Расчет показателя антропогенной нагрузки для I, II, III, IV, V классов качества воды водного объекта [15]
Класс качества воды ПАН, усл. м3/м3 АПАН ПВ, ЕВ/м3 АПВ
I 9 2,7
II 15 6 4,6 1,9
III 37 22 7,8 3,2
IV 74 37 12,4 4,6
V 145 71 20,5 8,1
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
160
140
1 2 3 4 5
Класс качества воды с экологических позиций Рис. 6. Изменение величины ПАН при изменении класса качества воды.
Проанализировав данные международной классификации качества природных вод по состоянию экосистем, представленные в [15], предлагаем считать что I, II классы качества воды характеризуют устойчивое стабильное состояние водного объекта, при котором процессы самоочищения протекают с высокой скоростью. III класс качества воды водного объекта характеризует переходное (уязвимое) состояние: ассимилирующей способности водного объекта еще достаточно для самоочищения от поступающих в него загрязняющих веществ. IV и V класс качества воды характеризуют состояние деградации водного объекта: ассимилирующей способности водного объекта уже недостаточно для полного самоочищения от поступивших загрязняющих веществ.
На основании представленных в табл. 6 данных рассчитаны коэффициенты изменения класса качества воды водного объекта при ухудшении класса качества (от I, II к последующим):
ПАН:/ПАН2 = 0,60; ПАН2/ПАН3 = 0,41;
ПАН/ПАН = 0,24; ПАН/ПАН = 0,20;
13 2 4
ПАН:/ПАН4 = 0,12; ПАН2/ПАН5 = 0,10.
ПАН1/ПАН5 = 0,062;
На основе рассчитанных данных по динамике изменения ПАН в контрольном и фоновом створах возможна оценка динамики деградации качества воды или самоочищения водного объекта от загрязнений, поступающих при сбросе сточных вод. При ПАНф /ПАНк> 0,4 экосистема
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
водного объекта справляется с влиянием сточных вод (преобладает процесс самоочищения), при ПАНф / ПАНк< 0,4 преобладает процесс деградации качества воды.
Аналогичные выводы могут быть получены при исследованиях качества воды водного объекта по величине ПВ.
ВЫВОДЫ
Разработаны комплексные критерии качества, которые могут быть применены как при оценке качества вод водных объектов, так и качества технологий. Комплексные критерии качества используются для косвенной оценки технического уровня технологий по качеству сбрасываемых сточных вод с использованием предложенных показателей: показатель антропогенной нагрузки, потенциал воздействия в единицах негативного воздействия, индекс воздействия сбросов и др.
Предлагаемые комплексные критерии качества применимы при решении следующих задач:
1. Научно-аналитическое сопровождение условий водопользования при выдаче комплексных экологических разрешений и проверке деклараций о негативном воздействии:
- выявление, идентификация НДТ;
- сравнение технологий и обоснование НДТ;
- ранжирование водопользователей по интенсивности негативного воздействия;
- оценка динамики ассимилирующей способности, обоснование створов полного перемешивания сточных вод в реке и т. д.;
- оценка соответствия водоохранной деятельности водопользователя НДТ.
2. Формирование системы учета последствий негативного воздействия, включая следующие процедуры:
- экологическая реабилитация водных объектов, обоснование экологически уязвимых участков при экологической реабилитации;
- инвентаризация малых рек;
- оперативная оценка экологического состояния водного объекта;
- оценка текущей водоохранной деятельности хозяйствующих субъектов;
- оценка соответствия водоохранной деятельности качеству НДТ;
- выявление недобросовестных водопользователей;
- решение балансовых задач при проверке достоверности отчетности водопользователей и выявлении несанкционированных сбросов;
- выявление экологически благополучных предприятий.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
3. Разработка эколого-экономического механизма регулирования водопользования [8] в части:
- определения нормативов общего действия для оценки целесообразности внедрения НДТ;
- упрощения системы платежей и оценки ущерба при сокращении количества аналитов-маркеров;
- обоснования стоимости 1 единицы негативного воздействия;
- обоснования цены воды в зависимости от ее качества.
4. Разработка единообразной системы регулирования водопользования:
- единообразное регулирование водопользования в отраслях промышленности и ЖКХ;
- обоснование нормативов общего действия в части установления:
- антропогенной нагрузки, обеспечивающей экологическую безопасность водных объектов;
- пороговой концентрации, достигаемой в обязательном порядке при очистке сточных вод в различных отраслях промышленности;
- принципиальных блок-схем очистных сооружений уровня НДТ;
- предоставление инструментария для текущей оценки негативного воздействия водопользователей, водохозяйственного аудита, контроля и надзора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические указания по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения с учетом качества потребляемой и отводимой воды в промышленности. М.: Госплан СССР, 1979.
2. Паписов В.К. Социально-экономическая оценка водопользования при планировании промышленного производства: автореф. дисс. д-ра экон. наук. М. 1985.
3. Знаменский В.А. К оценке возможности использования водных объектов для сброса сточных вод // Водные ресурсы. 1980. № 3. С. 76-87.
4. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов. Введ. Госстандартом СССР 27.06.1977.
5. Пономарева Л.С. К вопросу о плате за загрязнение водных объектов // ВСТ. 2010. № 9. С. 20-30.
6. Оболдина Г.А., Сечкова Н.А., Попов А.Н., Поздина Е.А. Методы оценки комплексного воздействия технологий при водопользовании // Водное хозяйство России. 2014. № 2. С. 33-49.
7. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотве-дения поселений, городских округов // Информационно-технический справочник, Москва, 2015. Режим доступа: http://burondt.ru/NDT/PublicDiscussionList. php?UrlId=10&ValBg=10.
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
8. Касимова Е.М., Оболдина Г.А. Эколого-экономическое обоснование выбора технологий при регулировании водопользования // Водное хозяйство России. 2014. № 2. С. 50-59.
9. Комплексное предотвращение и контроль загрязнения окружающей среды. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям. Экономические аспекты и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды // ЕК. Генеральная дирекция. Ин-т по исследованию перспективных технологий, Европейское бюро по комплексному предотвращению и контролю загрязнений окружающей среды. Июль 2006. Режим доступа: http://www.14000. ru/brefs/BREF_ECME.pdf.
10. Сокращение сбросов предприятий целлюлозно-бумажной промышленности: информ.-аналит. обзор. Вып. 1. СПб.: ЗАО «КРЕАЛ», 2005. 57 с.
11. Integrated Pollution Preventionand Control (IPPC). ReferenceDocumentonBestAva ilableTechniquesinthePulpandPaperlndustry // Official J. of the EC. 12.2001. L 475.
12. Федеральный закон от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации».
13. Сечкова Н.А. Методика оперативной оценки качества воды и состояния водных объектов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2013. № 12. С. 62-71.
14. Веницианов Е.В., Звезденкова Г.А. Эколого-экономические и организационно-правовые проблемы перехода к системе регулирования качества вод на основе наилучших доступных технологий // Водное хозяйство России. 2014. № 3. С. 120-130.
15. Единые критерии качества вод. СЭВ. Совещание руководителей водохозяйственных органов стран - членов СЭВ. 1982.
Сведения об авторах:
Сечкова Наталья Александровна, ведущий инженер, ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов» (ФГУП РосНИИВХ), Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира 23; e-mail: [email protected]
Оболдина Галина Анатольевна, заведующая сектором технического регулирования водопользования, ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов» (ФГУП РосНИИВХ), Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира 23; e-mail: [email protected]
Попов Александр Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий отделом восстановления рек и водоемов, ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов» (ФГУП РосНИИВХ), Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Мира 23; e-mail: [email protected]
Водное хозяйство России № 6, 2015 г.
