Приложение

МЕТОДИКА по установлению нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты

1. Общие положения

1. Настоящая Методика по установлению нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты (далее - Методика) определяет порядок установления, расчета и пересмотра нормативов предельно допустимых сбросов (далее - ПДС) загрязняющих веществ в водные объекты.

2. Методика предназначена для использования хозяйствующими субъектами независимо от их организационно-правовых форм при разработке проекта нормативов ПДС для действующих, проектируемых и реконструируемых объектов хозяйственной и иной деятельности.

Методика также предназначена для использования уполномоченным государственным органом охраны окружающей среды и уполномоченным государственным органом, реализующим государственную политику в области общественного здравоохранения, при установлении и согласовании нормативов ПДС.

Данная Методика применяется хозяйствующими субъектами, у которых объекты хозяйственной и иной деятельности (далее - хозяйствующий субъект) относятся к I и II категориям опасности в соответствии с приложением 2 к Закону Кыргызской Республики "Общий технический регламент по обеспечению экологической безопасности в Кыргызской Республике".

3. Предельно допустимый сброс загрязняющих веществ является нормативом, устанавливаемым для массы вещества в сточных водах, максимально допустимой к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

4. Порядок разработки и утверждения нормативов ПДС определяется в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод Кыргызской Республики, утвержденными постановлением Правительства Кыргызской Республики от 14 марта 2016 года № 128.

Если сброс сточных вод производится в водные объекты, являющиеся источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения или используемые в рекреационных целях, нормативы ПДС подлежат предварительному согласованию с уполномоченным государственным органом, реализующим государственную политику в области общественного здравоохранения.

Нормативы ПДС представляются на утверждение в 2-х экземплярах в полном объеме (с соответствующими приложениями), один экземпляр остается на хранении в уполномоченном государственном органе охраны окружающей среды, второй экземпляр - у хозяйствующего субъекта.

Временно согласованный сброс (ВСС) устанавливаются на время выполнения планов мероприятий по достижению ПДС.

2. Порядок расчета, установления и пересмотра ПДС

5. Нормативы ПДС используются для контроля за соблюдением установленных требований к составу и свойствам сточных вод при сбросе в водные объекты и служат основными целевыми показателями для разработки программ развития водоохранных комплексов.

6. Нормативы ПДС разрабатываются и утверждаются для действующих и проектируемых объектов хозяйственной и иной деятельности - водопользователей. При этом, независимо от ассимилирующей способности водного объекта назначаемые ПДС должны удовлетворять уровню очистки, который может быть достигнут.

7. Разработка проекта нормативов ПДС на договорной основе может осуществляться специализированной организацией (далее - разработчик) и самим хозяйствующим субъектом - водопользователем.

8. ПДС устанавливается для каждого контролируемого показателя с учетом фоновой концентрации, категории водопользования водного объекта, принимающего очищенные стоки, норм качества воды в водном объекте, его ассимилирующей способности и оптимального распределения массы веществ, сбрасываемых со сточными водами.

При установлении ПДС за расчетный расход сбрасываемых сточных вод принимается максимальный среднечасовой за фактический период сброса сточных вод.

При разработке проектов нормативов ПДС и лимитов сброса загрязняющих веществ используются нормативы качества воды, в том числе предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов, установленные гигиеническими нормативами, утвержденных постановлением Правительства Кыргызской Республики от 11 апреля 2016 г. № 201 и Правилами охраны поверхностных вод Кыргызской Республики, утвержденными постановлением Правительства Кыргызской Республики от 14 марта 2016 года № 128.

9. При определении кратности разбавления сбрасываемых вод водой водотока в контрольном створе водопользования принимаются следующие расчетные условия:

- для незарегулированных водотоков - расчетный минимальный среднемесячный расход воды в данном створе;

- для зарегулированных водотоков - установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный попуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бьефе.

10. При определении кратности разбавления сбрасываемых вод с водой водоема в контрольных створах водопользования принимаются следующие расчетные условия:

- кратчайшее расстояние и минимальная скорость течения на участке от места выпуска вод до границы водопользования (контрольного створа);

- наименее благоприятный режим, определяемый путем сопоставления расчетов для ветрового воздействия, условий сработки и заполнения водохранилищ при открытом и подледном режиме;

- среднемесячный уровень воды, характерный для расчетного створа.

11. Если нормы качества воды в водных объектах не могут быть достигнуты из-за воздействия естественных природных факторов, не поддающихся регулированию (поступление примесей из атмосферы, в результате склонового или тальвегового стока, подземного питания реки и т.п.), то величины нормативов ПДС должны устанавливаться исходя из условий соблюдения в контрольном пункте сформировавшегося природного фонового качества воды.

К естественным причинам, формирующим фоновое качество воды, относятся факторы, не входящие в хозяйственное звено круговорота воды, включающее сточные воды всех видов (в том числе сбросные, дренажные и др.). Для тех веществ, для которых нормируется приращение к природному естественному фону (ионы меди, селена, теллура, фтора и др.), ПДС должен устанавливаться с учетом этих допустимых приращений к природному естественному фону.

12. Если фоновая загрязненность водного объекта обусловлена хозяйственной деятельностью и не позволяет обеспечить нормативное качество воды в контрольном пункте, а также, если сброс сточных вод производится в сухие русла рек, лога, саи, арычную сеть и т.д., то ПДС устанавливается исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам.

13. Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод Кыргызской Республики, утвержденными постановлением Правительства Кыргызской Республики от 14 марта 2016 года № 128, ПДС устанавливается исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам. При этом использование водных объектов в черте населенных мест относится к категории культурно-бытового водопользования.

14. Для объектов, расположенных в районах с повышенной минерализацией природных вод при расчете ПДС допускается принимать в качестве предельного уровня минерализации поверхностных вод природную фоновую концентрацию.

15. При сбросе теплообменных вод теплоэлектростанций (ТЭЦ) и других предприятий, которые используют водяное охлаждение, требования к составу сбрасываемых вод при назначении ПДС устанавливаются в виде допустимых приращений к концентрациям нормированных веществ в воде водного объекта в месте водозабора (при условии водопользования одним водным объектом). Величина приращения определяется технологически обоснованными потерями воды на испарение и другими технологическими факторами.

16. ПДС по интегральному показателю "токсичность воды" устанавливается (корректируется) с учетом результатов биотестирования воды из контрольного створа водного объекта (раздел 5 настоящей Методики).

17. При расчете нормативов ПДС необходимо учитывать, что если фактический сброс загрязняющих веществ меньше расчетного норматива ПДС, то в качестве ПДС принимается фактический сброс, за исключением показателей "нитриты" и "нитраты".

18. Нормативы ПДС проектируемых, строящихся и реконструируемых предприятий определяются в составе проектов строительства (реконструкции) этих предприятий и утверждаются на стадии согласования проектной документации уполномоченными государственными органами охраны окружающей среды. Если при пересмотре или уточнении раннее установленного ПДС окажется, что проектный сброс строящегося, (реконструируемого) объекта меньше расчетного ПДС, то в качестве ПДС принимается проектный сброс.

19. В соответствии с утвержденным нормативом ПДС, уполномоченным государственным органом охраны окружающей среды выдается разрешение на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду.

20. Проект нормативов ПДС оформляется в соответствии с приложением 1 к настоящей Методике.

Для согласования и утверждения проектов ПДС хозяйствующий субъект - водопользователь представляет следующие материалы:

- пояснительную записку, содержащую гидрологическую и гидрохимическую характеристику водного объекта на участке существующего или проектируемого объекта выпуска сточных вод;

- данные о качестве воды в контрольных створах водного объекта, величинах фоновых концентраций, принятых для расчета ПДС, их обоснование;

- расчет ПДС;

- план мероприятий по достижению ПДС, в которых должны быть отражены: сроки их реализации, планируемые затраты, достигаемый водоохранный эффект (расход и концентрация нормированных веществ в сточных водах после реализации каждого этапа плана).

Планы мероприятий должны быть обеспечены в полном объеме финансовыми, материально-техническими, трудовыми ресурсами.

21. Для вновь вводимых (реконструируемых) объектов соблюдение нормативов ПДС должно быть обеспечено к моменту приемки этих объектов в эксплуатацию.

22. При истечении срока действия утвержденных ПДС или при изменении расчетных условий (гидрологического режима, объема забора и сброса вод, качества стоков, фоновых концентраций, изменения вида и объема выпускаемой продукции, потребляемого сырья, технологии производства и связанного с этим изменения состава сточных вод, изменения нормативов качества воды как компонента окружающей среды, в том числе ПДК и др.) ПДС подлежит обязательному пересмотру водопользователем в 2-недельный срок.

23. Во всех случаях пересмотра установленных ПДС, конечной целью должно быть достижение и дальнейшее последовательное уменьшение ПДС, вплоть до полного прекращения в перспективе сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

24. Условия сброса сточных вод в системы канализации регламентируются соответствующими санитарными, строительными нормами и правилами и другими нормативными правовыми актами Кыргызской Республики.

25. Сброс сточных вод на рельеф осуществляется в локализованные места. Сточные воды, сбрасываемые на рельеф местности, в сухие русла рек и селевые саи, относятся к водоемам культурно-бытового назначения.

3. Расчет ПДС для водотоков

26. Нормативы ПДС определяются для всех категорий водопользования как произведение максимального часового расхода сточных вод q (м³/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества С_ПДК

ПДС = q + С_ПДК, г/час;          (3.1.)

27. При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение С_ПДК, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольном створе. Основная расчетная формула для определения С_ПДК без учета консервативности вещества имеет вид:

С_ПДК = n x (С_ПДК - С_ф) + С_ф;          (3.2.)

где:

С_ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водного объекта, г/м³;

С_ф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м³;

n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, определяемая в зависимости от условий выпуска сточных вод (см. формулы пунктов 30-31).

28. С учетом консервативности загрязняющего вещества расчетная формула 3.2. имеет вид:

С_ПДС - n x (С_ПДК х е^kt - С_ф) + С_ф;          (3.3.)

где:

е - основание натурального логарифма, равное 2,72;

к - коэффициент неконсервативности, 1/сут.;

t - время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

Коэффициент неконсервативности - k зависит от скорости течения воды в водотоке:

к = α k₁ (3.4.)

где:

к₁ - статистический коэффициент неконсервативности вещества, определяемый по лабораторным данным для неподвижной воды, определяется по Таблице 3.1.;

α - коэффициент учитывающий влияние скорости течения v; α = 1 при v = 0, α = 5 при v ≥ 0,2 м/с, для промежуточных значений скорости течения α находится интерполяцией.

29. При установлении ПДС по БПК расчетная формула 3.2. имеет вид:

С_ПДС = n x [(С_ПДК - С_СМ) х е^k₀^t - С_ф] + С_ф          (3.5.)

где:

k₀ - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обуславливающих БПК_полн. фона и сточных вод, 1/сут.;

С_СМ - БПК_полн. обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоток атмосферными осадками с площади водозабора перед контрольным створом;

С_СМ принимается:

для горных речек - 0,6 ÷ 0,8 г/м³, для равнинных рек - 1,7 ÷ 2 г/м³;

для рек болотного питания или протекающих по территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ - 2,3 ÷ 2,5 г/м³.

Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то С_СМ принимается равной нулю.

Таблица 3.1.

Коэффициенты неконсервативности органических веществ в статистических условиях при температуре 20ºС, в сут^-1

30. Разбавление сточных вод в реках рассчитывается по следующему методу.

Кратность общего разбавления сточных вод в реках определяется по формулам:

n = n_Н х n_O;          (3.6.)

где:

n_Н - кратность начального разбавления;

n_O - кратность основного разбавления.

n_Н = (q + jQ)/q;          (3.7.)

где:

q - расход сточных вод, м³/с;

j - коэффициент смещения, определяется по формуле 3.9.;

Q - расход воды в реке, м³/с.

Кратность основного разбавления учитывается для створов, находящихся на расстоянии ℓ > ℓ_О от выпуска [ℓ_О см. формулу (3.20.)] и определяется по формуле:

 ;          (3.8.)

где:

β - коэффициент смещения, показывающий какая часть расхода сточных вод смешивается с речной водой, определяется по формуле 3.19.

Коэффициент смещения j определяется по формуле:

 ;          (3.9.)

где:

ℓ - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

е - основание натурального логарифма, равное 2,72;

α - коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке:

 ;          (3.10.)

где:

φ - коэффициент извилистости реки (или ее фарватера);

ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод:

- при выпуске сточных вод у берега ξ =1;

- при выпуске в речной поток ξ =1,5.

Д - коэффициент турбулентной диффузии, определяется по формуле:

Д = q × ν × Н/37 × n_ш × С²;          (3.11.)

где:

q - ускорение свободного падения, q = 9,81 м/с²;

ν - скорость течения реки, м/с;

Н - глубина реки в зоне смещения сточной и речной воды, м;

n_ш - коэффициент шероховатости ложа реки, определяется по следующей таблице:

Таблица 3.2.

С - коэффициент Шези, м^1/2/с, определяемый по формуле 3.12. (при Н ≤ 5 м).

C = R^y/n_ш;          (3.12.)

где:

R - гидравлический радиус потока, м (R≈H).

          (3.13.)

Для зимнего времени (периода ледостава).

 ;        (3.14)

где:

R_пр, n_пр, С_пр - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези.

R_пр = 0,5H;         (3.15.)

 ;       (3.16.)

где:

n_л - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по следующей таблице:

Таблица 3.3.

 ;          (3.17.)

 ;          (3.18.)

Коэффициент смешения определяется по формуле:

 ;          (3.19.)

где:

ℓ₀ - расстояние от выпуска сточных вод, на котором загрязненная струя распространяется по всей ширине реки, м;

 ;          (3.20.)

Рассмотренный метод расчета кратности основного разбавления может применяться при соблюдении следующего неравенства:

0,0025 ≤ q/Q ≤ 0,1

Если сточные воды и притоки могут поступать с обоих берегов реки, обеспечивая практически постоянную струйность речных вод вдоль каждого берега, то для расчетов концентраций веществ в максимально загрязненной струе рекомендуется использовать метод, указанный в пункте 30 настоящей Методики для случая впадения сточных вод с обоих берегов реки.

Примеры расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоток, приведены в приложении 2 к настоящей Методике.

31. Если не соблюдаются условия применимости метода, приведенного в пункте 30 настоящей Методики или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, расчета кратности разбавления (n) в створе недостаточного перемешивания, определяемого относительными характеристиками содержания загрязняющих веществ в сточных водах и фоновыми гидрохимическими характеристиками речного потока.

Для вычисления (n) на участке от пункта сброса сточных вод до заданного сброса или заданной точки потока в случае, когда фоновая концентрация рассматриваемого загрязняющего ингредиента в потоке равна или не равна нулю, используются соответственно следующие зависимости:

 ;          (3.21.)

 ;          (3.22.)

где:

n - кратность разбавления;

Se - фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/л;

Scm - концентрация загрязняющего вещества в сточной воде, мг/л;

Sмакс. - максимальная концентрация вещества в конечном створе, мг/л.

Величина обратной кратности разбавления выражается следующим равенством:

 ;          (3.23.)

В качестве характеристики концентрации загрязняющего вещества в любом заданном сечении принята величина λ, которая названа показателем разбавления и определяется по формуле:

 ;          (3.24.)

где:

Smax - максимальная концентрация загрязняющего вещества, мг/л;

Scm - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л;

Sn - средняя концентрация вещества в створе достаточного перемешивания, мг/л.

С учетом неконсервативности:

;          (3.25.)

где:

Qcm - расход сточных вод, м³/сек;

Se - концентрация вещества в потоке, выше места сброса сточных вод, мг/л;

Qe - расход воды в потоке выше места сброса сточных вод, м³/сек;

е - основание натурального логарифма = 2,72;

k_n - коэффициент неконсервативности, 1 сек;

Vcp - средняя скорость течения на контрольном участке, км/час;

x - расстояние от места выпуска до контрольного створа, км.

Если рассматривать приведенные концентрации загрязняющего вещества, т.е. величины:

Smax.прив. = Smax - Se;

Scm.прив. = Scm. - Se;

Sn.прив. = Sn - Se.

то формула 3.24. преобразуется к виду:

 ;          (3.26.)

(В дальнейшем индекс "прив." опускается.)

Показатель разбавления λ может быть использован как при неизменности расхода воды в реке, так и в тех случаях, когда на рассматриваемом участке происходит изменение расхода вдоль потока. На основании графических построений выполнен анализ связи между интенсивностью снижения показателя разбавления λ вдоль потока и гидравлическими характеристиками последнего. Получена аналитическая зависимость между этими величинами, которая приводится к следующей расчетной формуле:

 ;          (3.27.)

где:

X - расстояние, отсчитываемое вдоль потока от источника загрязнения до створа, на котором показатель разбавления принимает конкретное значение λ;

φ - параметр извилистости;

N - характеристическое число;

Н - безразмерная глубина.

Решая равенство по формуле 3.27., относительно величины, обратной кратности разбавления по формуле 3.23., получим:

 ;          (3.28.)

где:

Характеристическое число N вычисляется по формуле:

  ;          (3.29.)

где:

С - коэффициент Шези, м^1/2/c;

М - параметр, зависящий от С;

При условии 10 < С < 60 имеет зависимость М = 0,7С + 6, при С > 60 параметр M = 48 = const;

Произведение МС имеет размерность м/с²;

q - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

Коэффициент Шези (С) вычисляется по следующей формуле:

  ;          (3.30.)

где:

R - гидравлический радиус потока, м; для незамерзающих рек R ≈ H глубине потока;

n_ш - коэффициент шероховатости ложа реки определяется параметрами значениями, приведенными в Таблице 3.2. (пункт 30);

Y - коэффициент, определяемый по формуле:

 ;          (3.31.)

Значение Y можно определять и по упрощенным формулам:

  ;          (3.32.)

 ;           (3.33.)

Параметр извилистости выражается отношением:

φ = I_фарв/I_прямой ;          (3,34.)

где:

I_фарв - длина участка, измеренная по фарватеру, от выпуска сточных вод рассматриваемого створа;

I_прямой - расстояние между этими двумя пунктами по прямой.

Безразмерная глубина   представляет собой следующую дробь:

;          (3.35.)

где:

Н - глубина реки, м;

В - ширина потока, м.

Формулы 3.27.-3.35. позволяют вычислять расстояние до створов с заданными значениями максимальных концентраций (3.27.) или решать обратную задачу - находить максимальные концентрации на любых расстояниях X от места выпуска сточных вод (3.28.).

4. Расчет ПДС для водоемов

32. Нормативы ПДС для выпусков сточных вод в водоемы определяются в соответствии с пунктом 26 настоящей Методики по формуле:

ПДС = q × С_ПДС  , г/час.;          (4.1.)

33. Основная расчетная формула для определения С_ПДС без учета неконсервативности вещества имеет вид:

С_ПДС = n × (С_ПДК - С_Ф) + С_Ф;          (4.2.)

где:

С_ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м³;

С_Ф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема в месте выпуска сточных вод, г/м³;

n - кратность общего разбавления, определяемая по формулам 3.6., 3.21. и 3.22.

34. При установлении ПДС по БПК расчетная формула имеет вид:

С_ПДС = n × [(С_ПДК - С_СМ) × e^k_º^t - С_Ф] + С_Ф  ;          (4.3.)

где:

k_о - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обуславливающих БПК_ПОЛН., фона и сточных вод, 1/сут;

С_СМ - БПК_ПОЛН., обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоем атмосферными осадками с площади водозабора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Величина С_СМ принимается:

- для горных водоемов - 0,6-0,8 г/м³;

- для равнинных водоемов, расположенных на территории, почва которой не слишком богата органическими веществами - 1,7-2,0 г/м³;

- для водоемов, расположенных на болотистой территории, или территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ - 2,3-2,5 г/м³.

Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то С_СМ принимается равной нулю.

35. При наличии в водоеме устойчивых ветровых течений, для расчета кратности общего разбавления используется нижеследующий метод.

В расчетах рассматриваются два случая:

1) выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием прямого поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;

2) выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Вышеуказанный метод имеет следующие ограничения: глубина зоны смешения не превышает 10 м, расстояние от выпуска до контрольного створа вдоль берега в первом случае не превышает 20 км, расстояние от выхода сточных вод до берега против пропускного оголовка во втором случае не превышает 0,5 км.

Кратность общего разбавления определяется по формуле 3.6.

Кратность начального разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

 ;          (4.4.)

где:

q - расход сточных вод выпуска, м³/с;

ν - скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод, м/с;

Н_ср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, м.

Значение Н_ср определяется в зависимости от средней глубины водоема следующим образом:

при Н = 3-4 м на участке протяженностью 100 м;

при Н = 5-6 м на участке протяженностью 150 м;

при Н = 7-8 м на участке протяженностью 200 м;

при Н = 9-20 м на участке протяженностью 250 м;

- при выпуске в нижнюю треть глубины:

 ;          (4.5.)

Кратность основного разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или верхнюю треть глубины:

 ;          (4.6.)

где:

ℓ - расстояние от места выпуска до контрольного створа, м;

 ;          (4.7.)

- при выпуске в нижнюю треть глубины:

 ;          (4.8.)

 ;           (4.9.)

36. Если не выполняются условия применимости вышеуказанного метода, то расчет кратности начального разбавления Н выполняется по методу, изложенному в разделе 3 настоящей Методики.

37. При наличии в водоеме устойчивых течений расчет кратности основного разбавления может быть проведен с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод. (см. Озмидов Р.В. "Диффузия примесей в океане". Гидроиздат. 1986 г.).

38. Если ветровые течения в водоеме имеют регулярно-попеременное направление либо берега водоемов имеют неспокойную линию, а выпуск осуществляется в заливную или мысовую часть, либо зимой после ледостава отсутствуют ветровые течения, то описанные выше методы не приемлемы. В этих случаях необходимо с участием специализированных научно-исследовательских институтов разрабатывать методы расчета, ориентированные на решение конкретных задач.

Примеры расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоем, приведены в приложении 3 к настоящей Методике.

5. Расчет величин ПДС с учетом результатов биотестирования

39. Биотестирование является дополнительным экспериментальным приемом для проверки необходимости корректировки величин ПДС по интегральному показателю "токсичность воды", который позволяет учесть ряд существенных факторов: наличие в сточной воде токсичных веществ, неучтенных при установлении ПДС, вновь образующихся соединений, метаболитов, различные виды взаимодействий химических веществ - синергизм, антагонизм, аддитивность и т.д.

Если при биотестировании воды из контрольного створа водного объекта установлено несоответствие ее качества требуемому нормативу (хроническое токсическое действие на тест-объекты), то величины ПДС должны быть скорректированы в сторону уменьшения.

40. Результаты биотестирования устанавливают токсичность сточных вод вне связи с конкретными веществами. Поэтому, если не известно, какое именно вещество оказало токсическое воздействие, корректировку ПДС производят за счет уменьшения существующего расхода сточных вод до величины, обеспечивающей выполнение условия:

n ≥ n_т ;          (5.1.)

где:

n - расчетная кратность общего разбавления сточных вод в контрольном створе, определяемая по формулам 3.6., 3.21., 3.22.;

n_т - необходимая минимальная кратность разбавления сточной воды, при которой не проявляется хроническое токсическое воздействие на тест-объекты - определяется в ходе тестирования.

При этом скорректированную величину ПДС по каждому веществу определяют по формуле:

; ;          (5.2.)

41. Для выпуска сточных вод в водоток величина расхода сточных вод существенно влияет только на основное разбавление. При этом максимальный расход сточных вод, удовлетворяющий условию (5.1.) определяют из решения уравнения:

  ;          (5.3.)

где:

P_T = Q/q^max

Q - расчетный расход водотока, м³/с;

φ - коэффициент извилистости (отношение расстояния от выпуска до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

ξ - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега ξ = 1; при выпуске в стержень реки ξ = 1,5);

ℓ - расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру м;

Д - коэффициент турбулентной диффузии, определяемый по формулам 3.11.-3.14.

Для облегчения расчетов в "Методическом руководстве по биотестированию воды" РД 118-02-90 имеется номограмма для определения параметра Р_Т.

42. Для выпуска сточных вод в водоем величина расхода сточных вод влияет только на начальное разбавление, определяемое в соответствии с формулами 4.4., 4.5. При этом максимальный расход сточных вод, удовлетворяющий условию 5.1., определяют следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

 ;          (5.4.)

- при выпуске в нижнюю треть глубины:

 ;          (5.5.)

где:

v - скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод, м/с;

Н_ср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, м;

n₀ - кратность основного разбавления, определяемого по формуле 4.6.

43. Если состав сточных вод хорошо изучен и возможно установить, какое именно вещество оказало токсическое воздействие, корректировку ПДС по этому веществу обязательным последующим биотестированием производят за счет уменьшения концентрации этого вещества в сточных водах. Минимальное значение параметра К, показывающего во сколько раз необходимо уменьшить концентрацию вещества в сточных водах, определяют по формуле:

 ;          (5.6.)

где:

k = С_ПДС/С_Ф;

С_ПДС - концентрация вещества в сточных водах при существующем ПДС, г/м³;

С_Ф - концентрация вещества в воде водного объекта при отсутствии сброса сточных вод, г/м³.

При этом скорректированную величину, ПДС определяют по формуле:

 ;          (5.7.)

44. Если определенное из условия (5.6.) значение к технически нереализуемо, выбирают достижимое значение и производят дальнейшую корректировку ПДС за счет уменьшения существующего расхода сточных вод в соответствии с пунктами 40-42, заменяя всюду величиной

  ;          (5.8.)

Примеры расчета (корректировки) ПДС по результатам биотестирования приведены в приложении 4 к настоящей Методике.

Утверждаю __________________________________________________________________________

                      (должностное лицо государственного органа охраны окружающей среды)

М.П. "___" ________________ 20__ г. ____________________________________________________

                                                                                        (подпись)

Согласовано ________________________________________________________________________

   (должностное лицо государственного органа в области общественного здравоохранения)

М.П. "___" ________________ 20__ г. ____________________________________________________

                                                                                       (подпись)

ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЕ СБРОСЫ (ПДС) ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

1. ________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

                                          (наименование государственного органа, утверждающего ПДС)

2. ПДС утверждены "___" ________________ 20__ г. на срок до "___" ________________ 20__ г.

Реквизиты водопользователя:

3. Наименование хозяйствующего субъекта ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

4. Область, район _________________________________________________________________________________________

5. Почтовый адрес водопользователя. ФИО и телефон должностного лица, ответственного за водопользование, его должность ____________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

6. ПДС утверждены для ____________________________________ выпусков сточных вод (схема выпусков прилагается).

7. Наименование и адрес организации, разработавшей проект ПДС

___________________________________________________________________________________________________________

8. Выпуск № ________ Категория сточных вод _________________________________________________________________

9. Наименование водного объекта, принимающего сточные воды ________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

10. Категория водопользования _____________________________________________________________________________

11. Планируемый расход сточных вод ______________________________ тыс.м³/год _________________________ м³/час

12. Утвержденный расход сточных вод для установления ПДС ___________________________________________ м³/час.

13. Состав сточных вод и утвержденный ПДС:

(сброс веществ, не указанных ниже, запрещен)

Утвержденные свойства сточных вод:

1) плавающие примеси _____________________________________________________________________________________

2) окраска ________________________________________________________________________________________________

3) запахи, привкусы ________________________________________________________________________________________

4) температура (ºС) ________________________________________________________________________________________

5) реакция среды (pH) ______________________________________________________________________________________

6) коли-индекс ____________________________________________________________________________________________

7) растворенный кислород _________________________________________________________________________________

8) и т.д.

"___" ____________________ 20__ г.

ЛИМИТЫ ВРЕМЕННО СОГЛАСОВАННОГО СБРОСА ВЕЩЕСТВ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

ПЛАН МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОЭТАПНОМУ ДОСТИЖЕНИЮ ПДС ВЕЩЕСТВ

ПРИМЕР расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоток

Выпуск сточных после очистных сооружений в реку осуществляется через водовыпуск, расположенный у берега.

Расход сточных вод q - 0,0061 м³/с = 21,96 м³/час.

Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру L_ф = 500 м, по прямой L_n = 500 м.

Сброс производится за пределами населенного пункта, водозаборов вблизи нет.

Гидрологические данные водотока расчетный расход 0,20 м₃/с.

Средняя глубина 0,5 м.

Средняя скорость течения 0,18 м/с.

Шероховатость ложа реки n_ш = 0,05.

Категория водотока - Рыбохозяйственный.

По течению гидрохимические данные водоема выше сброса (фон, река выше сточных вод (г/м³)

1. Расчет кратности разбавления

Расчет кратности разбавления в реке производится по методу, установленной в пункте 30 настоящей Методики.

Определяется параметру:

Принимаем:

шероховатость ложа реки

n_ш = 0,05 (исходные данные);

гидравлический радиус потока

R = H_cр = 0,56 м

Коэффициент Шези

  ,

Найдем коэффициент турбулентной диффузии:

Коэффициент, гидравлические условия смещения

где:

ξ - коэффициент, учитывающий место выпуска сточных вод. Выпуск у берега - ξ = 1,0.

Имеем

Коэффициент смешения

Кратность основного разбавления

2. Определение концентраций, допустимых к сбросу С_ПДС

Общие требования

1. Взвешенные вещества

С_ф = 23,2 мг/л;

С_ст = 181,2 мг/л;

С_ПДК = С_ф + 0,75 = 23,2 + 0,75 = 23,95 мг/л;

С_ПДС = 23,2 + 29,5 · 0,75 = 45,32 мг/л.

2. БПК_П

С_ф = 5,17 мг/л;

С_ст = 7,41 мг/л;

С_ПДК = 3 мг/л.

Повышенное значение БПК_П в речной воде обусловлен природными факторами. Поэтому до установления региональных ПДК принимаем ПДС = С_фон = 5,17 мг/л.

3. Сухой остаток

Сф = 273 мг/л;

С_ст = 425 мг/л;

С_ПДК = 1000 мг/л.

Имеет место

С_ф < С_ст < С_ПДК

принимаем

С_ПДС = С_ст = 425 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ - токс.

Определяем загруженность фона реки по NH₄, NO₂, Fe.

Фон реки по группе ЛПВ - токс. загруженный. Для этих веществ ПДС назначается из условия сохранения фона.

1. Аммоний

С_ПДС = С_ф = 7,0 мг/л.

2. Железо

С_ПДС = С_ф = 3,95 мг/л.

3. Нитриты

С_ПДС = С_ф = 0,038 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ = сан. токс.

Определяем загруженность фона по NO₃, СПАВ, хлоридам и сульфатам:

Фон реки по группе ЛПВ санит.-токс. загруженный.

Поэтому нормативы ПДС будем назначать из условия сохранения фона.

1. Нитраты

С_ф = 16,04 мг/л;

С_ПДС = С_ф - 16,04 мг/л.

2. СПАВ

С_ф = 0,2 мг/л;

С_ПДС = С_ф = 0,2 мг/л.

3. Хлориды

С_ф = 18,2 мг/л;

С_ПДС = С_ф = 18,2 мг/л.

4. Сульфаты

С_ф = 31,2 мг/л;

С_ПДС = С_ф = 31,2 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ - рыб. хоз.

Нефтепродукты

С_ф = 0 мг/л;

С_ст = 0,15 мг/л;

С_ПДК = 0,05 мг/л.

С_ПДС = 29,5 · 0,05 = 1,47 мг/л > С_ст

Так как рассчитанный ПДС > С_ст принимаем:

С_ПДС = С_ст = 0,15.

3. Расчет нормативов ПДС

ПДС = q · С_ПДС

Принимаем q = 21,96 м³/час.

Результат расчета сведен в таблицу

ПРИМЕР расчета нормативов ПДС загрязняющих веществ в водоем

Выпуск хозяйственно-бытовых сточных вод после очистки осуществляется в водоем, которое в период весеннего половодья и многоводные годы может соединяться с рекой. Водоем - рыбохозяйственного водопользования 1 категории. Выпуск производится в верхнюю треть водоема. Зона, в которую осуществляется выпуск застойная средняя глубина в этой зоне 0,35÷0,45 м. Расстояние до контрольного створа от места выпуска - 300 м. Тип течения в водоеме - ветровое. Скорость устойчивого ветра V = 1,3 м/с. Расход сточных вод q = 0,0015 м³/с = 5,4 м³/час = 129,6 м³/сут.

Гидрохимические данные водоема выше сброса (фон, водоем, берег) и сточных вод (г/м³).

1. Расчет кратности разбавления

Расчет кратности разбавления сточных вод в водоеме производится по методу, указанному в пункте 35 настоящей Методики, т.к. в водоеме преобладают устойчивые ветровые течения. Выпуск осуществляется в верхнюю мелководную треть водоема, глубина зоны смешения 0,45 м (что не больше 10 м, достигнутого для метода указанного в пункте 35 настоящей Методики), расстояние от выпуска до противоположного берега 300 м, что не больше превышает установленных 500 м.

По данному методу кратность полного разбавления сточных вод подсчитывается по результатам начального разбавления происходящего непосредственно у выпуска и основного, которое продолжается по мере удаления от места выпуска.

Расчет производится по формуле:

где:

q - расход сточных вод 0,0015, м³/с,

V - скорость ветра над водной поверхностью в месте выпуска сточных вод, 1,3 м/с.

Н_ср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, 0,45 м.

Кратность основного разбавления вычисляется по формуле:

где:

  - расстояние от выпуска до контрольного створа, м,

Кратность общего разбавления

2. Определение концентраций допустимых к сбросу С_ПДС

Общие требования

1. Взвешенные вещества:

С_ф = 29,2 мг/л;

С_ст = 146,6 мг/л;

С_ПДК = С_ф + 0,75 = 29,95 мг/л.

С_ПДС = 29,2 + 13,23 - 0,75 = 39,12 Мг/л.

2. БПК_п

С_ф = 6,23 мг/л;

С_ст = 6,77 мг/л;

С_ПДК = 3 мг/л.

Повышенное значение БПК_п обусловлено природными процессами. Поэтому пока не установлены региональные ПДК принимаем С_ПДС = С_фон = 6,23 мг/л.

3. Сухой остаток

С_ф = 192 мг/л;

С_ст = 493,5 мг/л;

С_ПДК = 1000 мг/л.

Имеет место соотношения

С_ф < С_ст < С_ПДК

Принимаем С_ПДС = С_ст = 493,5 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ - токс.

Определим загруженность фона озера по NH₄, NO₂ и Fe.

Фон водоема по веществам входящим в группу ЛПВ - токс. загруженный. Поэтому для этих веществ ПДС принимается из условия сохранения фона.

1. Аммоний солевой

С_ПДС = С_фон = 7,8 мг/л.

2. Железо

С_ПДС = С_фон = 5,5 мг/л.

3. Нитрит ион

С_ПДС = С_фон = 0,057 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ - сан. токс.

Определяем загруженность фона по NO₃, СПАВ, хлориды и сульфаты

С учетом суммации для определения ПДС для каждого вещества принимаем приведенный ПДК

где, m - количество веществ, входящих в эту группу,

α_i - коэффициент распределения доли i-го загрязняющего вещества в группе.

Принимается: для нитратов α_i = 1,2; для СПАВ, α₂ = 1; для хлоридов α₃ = 0,6; для сульфатов α₄ = 1,2.

Проверка

1. Нитраты

С_ф = 10,38 мг/л;

С_ст = 74,99 мг/л;

С_ПДК = 1,2 ·  = 12,0 мг/л;

С_ПДС = 10,38 + 13,23 (12,0 - 10,38) = 31,81 мг/л.

2. СПАВ

С_ф = 0,12 мг/л;

С_ст = 0,26 мг/л;

С_ПДК=1 ·  = 0,125 мг/л;

С_ПДС = 0,12 + 13,23 (0,125 - 0,12) = 0,186 мг/л.

Принимаем С_ПДС = 0,186 мг/л.

3. Хлориды

С_ф = 11,4 мг/л;

С_ст = 198 мг/л;

С_ПДК=0,6 ·   = 45 мг/л;

С_ПДС = 11,4 + 13,23 (45 - 11,4) = 454,92 мг/л > С_ст

Принимаем С_ПДС = С_ст = 198 мгл/л.

4. Сульфаты

С_ф = 25 мг/л;

С_ст = 408 мг/л;

С_ПДК=1,2 ·  = 30 мг/л;

С_ПДС = 25 + 13,23 (30 - 25) = 91,15 мг/л.

Группа веществ с ЛПВ - рыбхоз.

1. Нефтепродукты

С_ф = 0,02 мг/л;

С_ст = 0,21 мг/л;

С_ПДК = 0,05 мг/л;

С_ПДС = 0,02 + 13,23 (0,05 - 0,02) = 0,416 мг/л.

Так С_ПДС (расчетное) > С_ст принимаем С_ПДС = С_ст = 0,21 мг/л.

3. Расчет нормативов ПДС

Расчетный расход сточных вод q = 5,4 м³/час., ПДС = С_ПДС · q.

Результат расчета сведен в таблицу:

Пример (корректировки) расчета величин ПДС по результатам биотестирования

а) для водотока

В реку через береговой сосредоточенный выпуск сбрасываются сточные воды с расходом q = 2м³/c. Расчетный минимальный среднемесячный расход воды в реке Q = 40 м³/c. Кратность начального разбавления n_Н = 2. Исходные данные для расчета кратности основного разбавления:

n₀/φ = 1,5;     ξ =1;     Д = 0,00545;     ℓ = 500.

При этом по формулам (3.3., 3.7., 3.8.); n₀ = 4,4, а кратность общего разбавления n = 2 х 4,4 = 8,8. Биотестированием установлено, что необходимая кратность разбавления n_Т = 10.

Следует скорректировать величину ПДС, чтобы обеспечить безопасность для гидробионтов в контрольном створе.

Вычисляют:  

По графику на рис.4 "Методического руководства по биотестированию воды", РД 118-02-90, определяют значение Р_Т, при а = 0,61 и n_Т/n_Н = 10/2 = 5 значение Р_Т = 25.

Таким образом, максимально-допустимый расход сточных вод:

q^max = 40/25 = 1,6 (м³/с)

Скорректированные ПДС согласно (5.2.) будут равны:

Для сравнения рассмотрим возможности корректировки величины ПДС за счет уменьшения концентрации токсического вещества.

Предположим, что это вещество установлено и k^max = С_ПДС/С_φ, = 2. Из условия (5.6.) следует, что

Скорректированная величина ПДС по рассматриваемому веществу будет равна:

;

б) для водоема

В водохранилище в нижнюю треть глубины сбрасываются сточные воды с расходом

q = 4,4 м³/c.

Исходные данные для расчета кратности разбавления:

v = 5,5;     Н_ср = 5;     ℓ = 500.

При этом по формулам (4.4.-4.5.) n_Н = 1,5; n₀ = 12 и кратность общего разбавления: n = 1,5 х 12 = 18.

Биотестированием установлено, что необходимая кратность разбавления n_Т = 25.

Следует скорректировать величину ПДС, чтобы обеспечить безопасность для гидробионтов в контрольном створе. По формуле (5.5.) определяют максимально-допустимый расход сточных вод:

Скорректированные ПДС согласно (5.2.) будут равны: