Способ определения нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на водные объекты
Владельцы патента RU 2417957:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова (RU)
Изобретение относится к экологии, в частности к защите водных объектов от загрязняющих веществ. Определяют концентрации загрязняющих веществ в водном объекте или на его участке, на входном створе и обособленных притоках, общий объем стока и объемы стока на соответствующих участках. Дополнительно определяют концентрации загрязняющих веществ, адсорбированных на взвесях, поступающих на водный объект от диффузных источников загрязнения. Рассчитывают фактическую текущую нагрузку. Изобретение позволяет повысить точность определения нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на водные объекты. 2 табл.
Изобретение относится к экологии, в частности к защите водных объектов от загрязняющих веществ.
Нормативы допустимого воздействия загрязняющих веществ на водные объекты, согласно утвержденным Методическим рекомендациям, в настоящее время для целей практического использования подвергают корректировке путем контрольного пересчета по фактическим усредненным концентрациям, определяющим текущую нагрузку. Если значения текущей фактической нагрузки (НДВхим*) меньше расчетного максимального значения норматива (НДВхим(mах)), то в качестве утверждаемого норматива принимается норматив по фактической текущей нагрузке (НДВхим*). Поэтому правильное и полное его определение имеет очень большое значение и определяют его по следующей формуле [1]:
где Сфактр - осредненные фактически значения концентраций, характеризующие состояние водного объекта или его участка, мг/л;
Сфактвх, Сфактобпр - фактические концентрации загрязняющих веществ для входного створа и обособленных притоков, мг/л;
Wуч - общий объем стока на водохозяйственном участке к замыкающему створу за определенный расчетный период, млн. м3;
Wест - объем местного стока в пределах расчетного участка, млн.м3;
Снр - норматив качества воды водного объекта для расчетного участка, мг/л;
Wвх - объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка, млн.м3;
SUM - сумма;
Woбпр - объем стока, поступающий с притоками первого порядка, обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта, млн.м3.
Объем местного стока Wест определяется по формуле:
где Wбпр - объем боковой приточности с участков, не подверженных антропогенному воздействию (за вычетом участков водосборной площади, трансформированных хозяйственной деятельностью с имеющимися диффузными источниками загрязнения антропогенного происхождения, как управляемыми, так и неуправляемыми), млн. м3;
Wндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения, млн.м3.
В свою очередь общий объем стока Wуч определяется по формуле:
Анализ представленных выше расчетов показывает, что несмотря на то, что при расчете нормативов допустимого воздействия принимается к учету объем загрязнения, привносимого в поверхностные водные объекты от диффузных источников загрязнения, все же это производится не в полном объеме. В данном случае совершенно не учитываются загрязнения, поступающие в реки с урбанизированных территорий от диффузных источников в виде адсорбированных на взвесях загрязняющих веществ, поступающих из донных и пойменных отложений в результате процессов десорбции и трансформации. Первоначально эти вещества адсорбируются на взвесях и в составе взвешенных веществ в значительной части накапливаются в пойменных и донных отложениях. Именно вследствие этого они и приобретают решающую роль во вторичном загрязнении поверхностных вод, увеличивая концентрации вредных примесей в реках. Так, в частности, более 20% нефтепродуктов, 30% азота и около 50% тяжелых металлов с урбанизированных водосборов г.Курска поступает в водные объекты адсорбированными на взвешенных веществах. Влияние таких диффузных источников на реки в настоящее время практически не учитывается, в отличие от контролируемых точечных источников, для которых собственно и определяются нормативы допустимого воздействия по привносу химических и взвешенных веществ. Для учета текущей нагрузки по привносу химических и взвешенных веществ на водные объекты необходимо дополнительно учесть и этот вид загрязнений.
Цель изобретения - повышение точности определения нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на водные объекты.
Для этого дополнительно определяют количество загрязняющих веществ, адсорбированных на взвесях, поступающих на водные объекты от диффузных источников загрязнения. Формула в таком случае для определения текущей нагрузки примет вид:
где Сфакт.взв - фактические концентрации загрязняющего вещества, адсорбированного на взвесях, соответственно для расчетного участка реки, для входного створа и для обособленных притоков (рассчитанная в мг на 1 л стока); Wндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения, млн. м3.
При разработке нормативов допустимого воздействия по привносу химических и взвешенных веществ необходимо учитывать влияние вторичного загрязнения поверхностных водных объектов от диффузных источников, характер которого определяют отложения в русле и на пойме рек взвешенных наносов с адсорбированными на них загрязняющими веществами, первоначально не находящимися в форме растворов и способными значительно увеличивать концентрацию вредных примесей в водных объектах.
Пример осуществления способа. На участке реки взяли пробы воды в периоды «лето-осень», «зима», «весна» и определили содержание загрязняющих веществ (хлориды, азот аммонийный, азот нитратный, фосфор фосфатов, цинк, марганец, фтор, БПК (биологическая потребность в кислороде)).
По результатам проведенных анализов были получены данные, представленные в приложении 1.
Были проведены расчеты нормативов согласно существующей методике с учетом вторичного загрязнения от диффузных источников в виде адсорбированных на взвесях загрязняющих веществ (формула 4). Результаты расчетов по двум формулам (1 - существующая методика, 4 - предлагаемая методика) представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Определение нормативов допустимого воздействия на водные объекты загрязняющих веществ (НДВхим*) по известному и заявленному способам. | ||
| Показатели | НДВхим* По формуле 1 | НДВхим* По формуле 4 |
| Взвешенные вещества | 371,27 | 371,27 |
| Хлориды | 574,88 | 280,98 |
| Азот аммонийный | 39,38 | 28,23 |
| Азот нитратный | 75,1 | 65,05 |
| Фосфор фосфатов | 13,03 | 3,22 |
| Цинк | 0,48 | 0,48 |
| Марганец | 0,00 | 0,00 |
| Фтор | 32,009 | 31,15 |
| БПК | 256,1 | 208,67 |
Из анализа полученных данных следует, что по ряду показателей (хлориды, азот аммонийный, азот нитратный, фосфор фосфатов, фтор, БПК) нормы допустимого воздействия по привносу загрязняющих элементов завышены, что ведет к недооценки опасности уровня загрязнения водных объектов, прилегающих территорий и негативно сказывается на здоровье населения.
Литература
1. Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты. М., 2007 (утв.приказом МПР РФ от 12.12.2007 №328) - С.14.
Способ определения нормативов допустимого воздействия загрязняющих веществ на водные объекты, включающий определение концентраций загрязняющих веществ в водном объекте или на его участке, на входном створе и обособленных притоках, общий объем стока и объемы стока на соответствующих участках, отличающийся тем, что дополнительно определяют концентрации загрязняющих веществ, адсорбированных на взвесях, поступающих на водный объект от диффузных источников загрязнения, и рассчитывают фактическую текущую нагрузку по формуле:
НДВхим*=CнpWуч-SUM(СфактрWест+CфaктвxWвx+СфактобпрWобпр+СфактвзвWндиф),
где Снр - норматив качества воды водного объекта для расчетного участка, мг/л;
Wуч - общий объем стока на водохозяйственном участке к замыкающему створу за определенный расчетный период, млн.м3;
Сфактр - осредненные фактические значения концентраций, характеризующие состояние водного объекта или его участка, мг/л;
Wecт - объем местного стока в пределах расчетного участка, млн.м3;
Сфактвх - фактические концентрации загрязняющих веществ для входного створа, мг/л;
Wвx - объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка, млн.м3;
Сфактобпр - фактические концентрации загрязняющих веществ для обособленных притоков, мг/л;
Wобпр - объем стока, поступающий с притоками первого порядка, обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта, млн.м3;
С фактвзв - фактические концентрации загрязняющих веществ, адсорбированных на взвесях, соответственно для расчетного участка, для входного створа и для обособленных притоков, мг/л;
Wндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения, млн.м3;
SUM - сумма.
